Isparavanje je ... Postupak faznog prijelaza tvari iz tekućeg stanja u stanje pare

U svijetu oko nas, puno različitih fizikalnih fenomena i procesa se stalno i kontinuirano događa. Jedan od važnih je proces isparavanja. Postoji nekoliko obveznih uvjeta za ovaj fenomen. U ovom ćemo članku detaljnije raspravljati o svakoj od njih.

Što je isparavanje?

To je proces pretvaranja tvari u plinovitu ili isparavitu. Karakteristično je samo za tvari tekuće konzistencije. Međutim, nešto slično se promatra u čvrstim tijelima, samo se taj fenomen naziva sublimacija. To se može vidjeti s pažljivim promatranjem tijela. Na primjer, komad sapuna se suši tijekom vremena i počinje ispucati, to je zato što kapljice vode u svom sastavu isparavaju i idu u plinovito stanje H₂O.

Definicija u fizici

Isparavanje je endotermni proces u kojem je toplina faznog prijelaza izvor apsorbirane energije. To uključuje dvije komponente:

• siguran količina topline, Potrebno je prevladati molekularne sile privlačnosti, kada postoji jaz između povezanih molekula;
• toplina potrebna za rad ekspanzije molekula u procesu transformacije tekućih tvari u paru ili plin.

Kako se to događa?

Prijelaz tvari iz tekućine u plinovito stanje može se odvijati na dva načina:

1. Isparavanje je proces u kojem molekule nestaju s površine tekuće supstance.
2. Kuhanje je proces isparavanja iz tekućine tako što se temperatura dovodi do specifične toplote tvari koja vlazi.

Unatoč činjenici da oba ova fenomena pretvaraju tekuću supstancu u plin, među njima postoje značajne razlike. Kuhanje je aktivan proces koji se odvija samo na određenoj temperaturi, a isparavanje se događa u svim uvjetima. Druga je razlika u tome što je ključanje karakteristično za cjelokupnu debljinu tekućine, a drugi fenomen pojavljuje se samo na površini tekućih tvari.

Molekularno-kinetička teorija isparavanja

Ako uzmemo u obzir ovaj proces na molekularnoj razini, to se događa kako slijedi:

1. Molekule u tekućim supstancama su u stalnom kaotičnom gibanju, sve imaju apsolutno različite brzine. U međuvremenu, čestice privlače jedna drugu snage privlačenja. Svaki put kad se međusobno sudre, njihova brzina se mijenja. U nekom trenutku, neki razvijaju vrlo veliku brzinu, omogućujući vam da prevladaju snage privlačnosti.
2. Ovi elementi, koji se pojavljuju na površini tekućine, posjeduju takvu kinetičku energiju da su u stanju prevladati intermolekularne veze i ostaviti tekućinu.
3. Upravo su ove vrlo velike molekule koje bježe s površine tekućine, a taj proces se odvija kontinuirano i kontinuirano.
4. Jednom u zraku, oni se pretvaraju u paru - zovu se parenje.
5. Kao posljedica toga, prosječna kinetička energija preostale čestice postaju manje i manje. Ovo objašnjava hlađenje tekućine. Zapamtite kako smo u djetinjstvu bili naučeni puhati na vruću tekućinu, da bi se uskoro ohladilo. Ispada da smo ubrzali proces isparavanje vode, i pad temperature bio je mnogo brži.

Koji čimbenici ovise?

Postoje mnogi uvjeti potrebni za nastanak ovog procesa. To se događa sa svih strana, gdje se nalaze čestice vode: to su jezera, morski, rijeke, svi mokri objekti, pokrivači tijela životinja i ljudi, te lišće biljaka. Može se zaključiti da je isparavanje vrlo značajan i neophodan proces za okolni svijet i sva živa bića.

Evo čimbenika koji utječu na ovaj fenomen:

1. Brzina isparavanja ovisi o sastavu tekućine. Poznato je da svaki od njih ima svoje osobine. Na primjer, one tvari, u kojima je vrućina isparavanja niža, će se brže transformirati. Usporedimo dva procesa: isparavanje alkohola i obične vode. U prvom slučaju pretvorba u plinovitom stanju je brže, jer je entalpija isparavanja alkohola je od 837 kJ / kg, a voda je skoro tri puta veći - 2260 kJ / kg.
2. Brzina također ovisi o početnoj temperaturi tekućine: što je veća, to se proizvodi brža para. Kao primjer, uzmite čašu vode, kad se u posudi nalazi kipuća voda, formiranje pare događa se mnogo većom brzinom od kada je temperatura vode manja.
3. Drugi faktor koji određuje brzinu protoka ovog postupka je površina tekućine. Zapamtite da u tanjur velikog promjera vruća juha hladi brže nego u malom tanjuriću.
4. Brzina distribucije tvari u zraku u velikoj mjeri određuje brzinu isparavanja, tj. Što brže dolazi do difuzije, brže dolazi do isparavanja. Na primjer, u jakim vjetrovima, kapljice vode isparavaju brže od površine jezera, rijeka i rezervoara.
5. Temperatura zraka u sobi također igra važnu ulogu. Više o ovome govorimo u nastavku.

Koja je uloga vlažnosti zraka?

Zbog činjenice da se proces isparavanja odvija svugdje kontinuirano i neprekidno, uvijek postoje čestice vode u zraku. U molekularnom obliku oni izgledaju kao skupina elemenata H₂O. Tekućine mogu ispariti ovisno o volumenu vodene pare u atmosferi, ovaj koeficijent se naziva vlažnost zraka. To može biti od dvije vrste:

1. Relativna vlažnost je omjer količine vodene pare u zraku do gustoće zasićene pare pri istoj temperaturi kao postotak. Na primjer, indikator 100% pokazuje da je atmosfera potpuno zasićena molekulama H₂O.
2. Apsolutni isti karakterizira gustoću vodene pare u zraku, označen je slovom f i pokazuje koliko molekula vode sadrži 1m³ zrak.

Odnos između procesa isparavanja i vlažnosti zraka može se odrediti kako slijedi. Što je manji pokazatelj relativna vlažnost zraka, to će se brže isparavati s površine zemlje i drugih objekata.

Isparavanje različitih tvari

Za različite tvari ovaj proces se nastavlja na različite načine. Na primjer, isparavanje alkohola dolazi brže nego u mnogim tekućinama zbog niskog specifičnog toplinskog isparavanja. Često slično tekuće tvari zovu se hlapljivima, jer vodena para doslovno izlazi iz njih praktički na svim temperaturama.

Alkohol također može ispariti čak i na sobnoj temperaturi. U procesu kuhanja vina ili votke alkohol se protjeruje kroz aparat za kuhanje, samo do vrelišta, približno je jednak 78 stupnjeva. Međutim, stvarnu temperaturu isparavanja alkohola bit će malo veća, jer se u početnom proizvodu (na primjer hvalisanje) spojevi s različitim aromatičnim uljima i vodom.

Kondenzacija i sublimacija

Sljedeći fenomen može se promatrati svaki put kad voda u čajnici kuha. Imajte na umu da, kada se vreli, voda prolazi od tekućeg stanja do plinovitog stanja. To se događa na ovaj način: vrući mlaz vodene pare leti iz kotla s velikom brzinom kroz izljev. Istovremeno, formirana para nije vidljiva neposredno na izlazu izljeva, ali na maloj udaljenosti od njega. Taj se proces naziva kondenzacija, tj. Vodena para se kondenzira do te mjere da postane vidljiva našim očima.

Isparavanje krute tvari zove se sublimacija. U tom slučaju, oni prolaze iz agregatnog stanja u plinovito stanje, zaobilazeći tekuću pozornicu. Najpoznatiji slučaj sublimacije povezan je s kristalima leda. U izvornom obliku, led je čvrsta pri temperaturi iznad 0 ° C° počinje se rastopiti, uzimajući tekuće stanje. Međutim, u nekim slučajevima, na negativnim temperaturama, led prolazi u parni oblik, zaobilazeći tekuću fazu.

Učinak isparavanja na ljudsko tijelo

Zahvaljujući isparavanju u našem tijelu postoji termoregulacija. Taj se proces odvija kroz sustav samoohladnje. Na vrućem, prljavom danu osoba koja se bavi određenim fizičkim radom postaje vrlo vruća. To znači da povećava unutarnju energiju. I kao što znate, na temperaturi iznad 42 °, protein u krvi osobe počinje se smirivati, ako ne zaustavite ovaj proces na vrijeme, to će dovesti do smrti.

Sustav samo-hlađenja postavljen je na takav način da regulira temperaturu normalne vitalne aktivnosti. Kada temperatura postane maksimalno dopuštena, aktivno znojenje počinje kroz pore na koži. A zatim, s površine kože, dolazi do isparavanja, koje apsorbira višak tjelesne energije. Drugim riječima, isparavanje je proces koji pomaže da se tijelo ohladi u normalno stanje.