Uschne prádlo, když mrzne?
Znění úlohy
Pokud dáme ven mokré prádlo při teplotě pod bodem mrazu, uschne? A pokud ano, jak?
Řešení úlohy
Většinou věšíme prádlo ven, když nemrzne. Voda nasáknutá v látce se postupně vypařuje – mění se z kapaliny na vodní páru. Jakmile z prádla zmizí dostatek vody, prádlo uschne.
Vypařování probíhá z povrchu kapaliny. Molekuly vody jsou neustále v pohybu a některé z nich mají dostatek energie, aby povrch kapaliny opustily a dostaly se do vzduchu.
Obecně platí, že čím je teplota vyšší, tím větší je pohyb molekul a tím rychleji vypařování probíhá. Proto mokré prádlo schne rychleji v teple než v chladu.
Proč pomáhá prádlo rozprostřít?
Čím větší povrch vody je vystaven okolnímu vzduchu, tím více vody se může současně vypařovat. Proto je dobré mokré prádlo co nejvíce rozprostřít.
Vypařování probíhá pouze z povrchu kapaliny (na rozdíl od varu, který je vlastně vypařováním z celého objemu kapaliny) za každé teploty, při které kapalina existuje; u vody je to 0–100 °C.
Můžeme to pozorovat třeba u horké polévky. Na talíři obvykle vychladne rychleji než v úzkém hrnečku, protože má větší plochu hladiny. Odpařování navíc urychlí proudění vzduchu, proto prádlo schne rychleji, když fouká. Proudící vzduch více odvádí vypařené molekuly od povrchu kapaliny a je tam pak, zjednodušeně řečeno, více místa na další – vzduch těsně nad kapalinou není tolik nasycený vodní párou. Vypařování tak probíhá rychleji.
Co se ale stane, když mrzne?
Při teplotě pod bodem mrazu voda v prádle zmrzne. Kapalná voda se změní v led, takže běžné vypařování kapalné vody už nemůže pokračovat.
Mohlo by se tedy zdát, že prádlo venku přestane schnout. Jenže nepřestane…
Sublimace
I zmrzlé prádlo může postupně uschnout díky jevu zvanému sublimace.
Sublimace je přeměna látky z pevného skupenství přímo na plynné, tedy bez mezistupně v podobě kapaliny. Led v prádle se tak může postupně měnit přímo na vodní páru a unikat do okolního vzduchu.
Proto může prádlo schnout i tehdy, když je venku celý den pod nulou. Obvykle však podstatně pomaleji než za teplejšího počasí.
Stejný jev můžeme pozorovat v zimě. Sníh může postupně ubývat nebo se může zmenšovat zamrzlá kaluž, přestože teplota vůbec nevystoupí nad 0 °C.
Ano, prádlo v mrazu uschne. Jen místo vypařování kapalné vody zde hraje hlavní roli sublimace ledu.