Наверняка, несколько раз на дню совершаете действия, над которыми совсем не задумываетесь: переливаете воду (а может и другие жидкости) между сосудами и отправляете её в канализацию. Вот вы наливаете воду из бутылки или крана в стакан, моете посуду, наполняете чайник, а затем из чайника заливаете кипятком какой-нибудь напиток или блюдо быстрого приготовления, наливаете воду в миски своих питомцев, поливаете цветы... Да мало ли ещё ситуаций!
Но теперь задумайтесь: сохраняется ли количество (объём, масса) воды при переливании её из одного стакана в другой или при наливании кипятка в кружку?
Ответ и разбор, как обычно, вы найдёте ниже
↓
↓
↓
Имея пару одинаковых стаканов и точные весы (но не лабораторные или не специализированные), вы вряд ли обнаружите разницу. Если вы будете максимально бережно переливать воду из одного стакана в другой, избегая расплёскивания, то даже и через сотню переливаний едва ли обнаружите уменьшение количества жидкости. Но если вы по счастливой случайности по роду своей деятельности связаны с точными измерениями массы (вы химик или учёный из другой области), то через сотню переливаний воды из одного стакана в другой зафиксируете уменьшение количества жидкости.
Но ведь количество жидкости в стакане уменьшается не только при первом переливании, но и всё то время, что он просто стоит на столе или находится в ваших руках! И об этом знает каждый из нас, потому что о явлении испарения воды и круговороте воды в природе мы узнаём ещё в старшей группе детского сада, или, самое позднее – в начальной школе. И каждый из нас знает, что испарение воды происходит при любой температуре, испаряется даже лёд – именно поэтому сохнет бельё, развешанное на улице зимой.
Но насколько меньше воды в стакане становится за те несколько минут, что он стоит на столе? Всё зависит от температуры. Если верить справочникам, то при температуре 15 °C с одного квадратного метра поверхности испаряется от 0,425 до 0,67 кг воды в час. Кипящая вода (при 100 °C) испаряется в десятки раз интенсивнее: от 25,463 до 40,105 кг в час с одного квадратного метра. Такой разброс обусловлен наличием потока воздуха: при полном штиле воды испаряется меньше, при значительном движении воздуха – больше. Этим мы, кстати говоря, пользуемся, когда дуем на кипяток или суп, пытаясь быстрее его остудить.
Но насколько велики указанные значения? Давайте попробуем прикинуть.
Площадь довольного большого стакана диаметром 6 см составляет порядка 0,00283 кв. м. То есть, при температуре 15 °C (чуть холоднее, чем в вашей комнате сейчас) за час из стакана испарится 0,00283 х 0,425 = 0,0012 кг воды, или примерно 1,2 г. Если наш стакан диаметром 6 см вмещает 250 мл воды, то он будет иметь высоту около 9 см, и через час уровень воды в нём снизится всего на 0,43 мм. Да, глазом такое изменение и не заметишь!
Но с кипящей водой ситуация меняется кардинально. Из того же стакана, если он будет стоять на плите, либо в нём будет находиться кипятильник, за час испарится 0,00283 х 25,463 = 0,072 кг воды, или примерно 72 грамма. И снижение уровня в этом случае существенно – 26 мм. Но если вода будет активно кипеть, а рядом поставить вентилятор, то весь стакан выкипит быстрее, чем за час.
Разумеется, при переливании воды из стакана в стакан, которое длится несколько секунд, испарится совсем немного воды, даже кипящей – не более 0,02 – 0,04 г за одну секунду. Да, в обыденной жизни и в большинстве ситуаций в науке и технике такие "потери" не имеют никакого значения. Но, всё же, воды становится меньше, и избежать этого никак не получится!
Кстати, вы можете упрекнуть меня, что я здесь смешивают понятия объёма и массы воды – миллилитры и граммы. Однако для воды это не имеет большого значения, потому что мы всегда можем принять, что один миллилитр воды имеет массу один грамм, а отличия в доли процента в данном случае не имеют значения. Но о стандарте объёма и массы, основанном на воде, я здесь говорить сейчас не буду, потому что это уже тема для другой статьи.
