5.1.2. Швидкість випаровування води

Швидкість випаровування h виражають у міліметрах шару води, що випаровується з даної поверхні за добу, за місяць чи за рік. Її можна визначити за законом Д. Дальтона.

h= (E´-e) / p·υ

Вона прямо пропорційна різниці між тиском насиченої водяної пари при температурі випаровуючої поверхні Е^′ та фактичним тиском водяної пари у повітрі е. Чим більша різниця Е^′- е, тим більше води випаровується за одиницю часу. Якщо випаровуюча поверхня тепліша за повітря, то Е^′ більша, ніж тиск насиченої водяної пари при температурі повітря Е. Тому випаровування продовжується і тоді, коли повітря насичене, тобто коли е= Е < Е́.

Швидкість випаровування залежить і від атмосферного тиску Р. Вона обернено пропорційна тиску. Це має велике значення при порівнянні випаровування в горах на різних висотах, а на рівнині тиск між сусідніми пунктами змінюється мало. Швидкість випаровування залежить також від швидкості вітру υ. Суть впливу вітру полягає в тому, що він відносить водяну пару від випаровуючої поверхні і підтримує велику різницю Е́ – е поблизу цієї поверхні. Звідси видно, що випаровування найбільше вдень та влітку.

Молекули, які відірвались від води і перетворились у пару, втрачають частину енергії на подолання сили зчеплення і на роботу розширення. У результаті кінетична енергія молекул, що залишилися в рідині, зменшується, отже рідина охолоджується.

Для випаровування води необхідна велика кількість тепла, яке називається теплотою випаровування або теплотою утворення пари. Її визначають за виразом

L= (2500-2,72t)10³ Дж/кг

де 2500·10³ Дж/кг (або 2500 кДж/кг) – питома теплота утворення пари (або конденсації) за температури 0⁰С, t–температура повітря,⁰С.

Питома теплота випаровування льоду більша - 2720·10³ Дж/кг. Питома теплота сублімації водяної пари становить 2834,6·10³ Дж/кг.

З вищенаведеного виразу видно, що при підвищенні температури випаровуючої поверхні витрати тепла на випаровування зменшуються.

Коли йде мова про випаровування, то потрібно відрізняти фактичне випаровування і можливе випаровування або випаровуваність. Випаровуваність – це максимально можливе випаровування при даних метеорологічних умовах і необмеженій кількості води. Випаровування з поверхні водойм або добре зволоженої поверхні суходолу можна вважати за випаровуваність. Випаровування з поверхні ґрунту в умовах недостатнього зволоження завжди менше від випаровуваності і тим менше, чим сухіша територія, адже немає чому випаровуватись.

Існує кілька інструментальних способів визначання швидкості випаровування води. Суть їх зводиться до визначення товщини шару води, яка випаровується за одиницю часу з випарників різних конструкцій. Крім того є багато методів обчислення величини випаровування води. Найпоширенішим в географії є метод водного балансу

Е=Н – r,

де Е – річна сума випаровування з басейну річки, мм, Н – річна сума опадів мм, r – річний стік мм.

Річний стік – це спостереження за витратами води в річці, тобто кількість води, що проходить за одиницю часу через поперечний перетин річки.