Evaporarea este ... Procesul de tranziție de fază a unei substanțe dintr-o stare lichidă într-o stare de vapori

În lumea din jurul nostru, multe fenomene și procese fizice diferite se întâmplă în mod constant și continuu. Unul dintre aspectele importante este procesul de evaporare. Există mai multe condiții obligatorii pentru acest fenomen. În acest articol, vom discuta fiecare dintre ele în detaliu.

Ce este evaporarea?

Acest proces de conversie a substanțelor în stare gazoasă sau de vapori. Este caracteristică numai a substanțelor cu consistență lichidă. Cu toate acestea, se observă ceva similar în solide, dar acest fenomen este numit sublimare. Acest lucru poate fi văzut cu o atenție deosebită a corpurilor. De exemplu, o bară de săpun timp se usuca si incepe sa se crape, aceasta se datorează faptului că picăturile de apă din compoziția sa se evapore și să devină gazos H₂O.

Definiție în fizică

Evaporarea este un proces endotermic în care căldura tranziției de fază este sursa energiei absorbite. Acesta include două componente:

• anumit cantitatea de căldură, Este necesar să se depășească forțele moleculare de atracție, atunci când există un spațiu între moleculele conectate;
• căldura necesară pentru lucrările de extindere a moleculelor în procesul de transformare a substanțelor lichide în abur sau gaz.

Cum se întâmplă acest lucru?

Trecerea materiei de la lichid la stare gazoasă poate avea loc în două moduri:

1. Evaporarea este un proces în care moleculele dispar de pe suprafața unei substanțe lichide.
2. Încălzirea este procesul de vaporizare dintr-un lichid prin aducerea temperaturii la căldura specifică a substanței care fierbe.

În ciuda faptului că ambele fenomene convertesc o substanță lichidă într-un gaz, există diferențe semnificative între ele. Încălzirea este un proces activ care are loc numai la o anumită temperatură, în timp ce evaporarea are loc în orice condiții. O altă diferență este că fierberea este caracteristică întregii grosimi a lichidului, iar al doilea fenomen apare numai pe suprafața substanțelor lichide.

Teoria moleculare-cinetică a evaporării

Dacă luăm în considerare acest proces la nivel molecular, acesta are loc după cum urmează:

1. Moleculele în substanțe lichide sunt în mișcare constantă haotică, toate au viteze absolut diferite. Între timp, particulele sunt atrase unul de altul de forțele de atracție. De fiecare dată când se ciocnesc unul cu altul, viteza lor se schimbă. La un moment dat, unii dezvoltă o viteză foarte mare, permițându-vă să depășiți forțele de atracție.
2. Aceste elemente, care au apărut pe suprafața lichidului, posedă o astfel de energie cinetică încât sunt capabile să depășească legăturile intermoleculare și să lase lichidul.
3. Aceste molecule foarte rapide se scurg din suprafața substanței lichide și acest proces are loc continuu și continuu.
4. Odată ce se află în aer, se transformă în aburi - se numește abur.
5. Ca o consecință a acestui fapt, energia cinetică medie particulele rămase devin din ce în ce mai puțin. Aceasta explică răcirea lichidului. Amintiți-vă cum în copilărie am fost învățați să suflăm pe un lichid fierbinte, astfel încât să se răcească curând. Se pare că am grăbit procesul evaporarea apei, iar scăderea temperaturii a fost mult mai rapidă.

Pe ce factori depinde?

Există multe condiții necesare pentru apariția acestui proces. Apare de pretutindeni, unde sunt particule de apă: lacurile, mările, râurile, toate obiectele umede, coperțile corpurilor de animale și ale oamenilor și frunzele de plante. Se poate concluziona că evaporarea este un proces foarte important și indispensabil pentru lumea înconjurătoare și pentru toate ființele vii.

Iată factorii care influențează acest fenomen:

1. Rata de evaporare depinde de compoziția lichidului în sine. Se știe că fiecare dintre ele are propriile caracteristici. De exemplu, acele substanțe care au o căldură mai mică de vaporizarea vor fi convertite mai repede. Să comparăm două procese: evaporarea alcoolului și a apei obișnuite. În primul caz, transformarea în stare gazoasă este mai rapid, deoarece entalpia vaporizarea alcoolului este de la 837 kJ / kg, iar apa este de aproape trei ori mai mare - 2260 kJ / kg.
2. Viteza depinde, de asemenea, de temperatura inițială a lichidului: cu cât este mai mare, cu atât aburul este mai rapid. De exemplu, luați un pahar de apă, când apa este fierbere în interiorul vasului, formarea aburului are loc cu o rată mult mai mare decât atunci când temperatura apei este mai mică.
3. Un alt factor determinant al debitului acestui proces este suprafața lichidului. Amintiți-vă că într-o farfurie de supă caldă cu diametru mare se răcește mai repede decât într-o farfurie mică.
4. Viteza de distribuție a substanțelor în mediul aer determină în mare măsură viteza de evaporare, adică cu cât difuzia are loc mai rapid, cu atât mai rapidă are loc vaporizarea. De exemplu, în vânturi puternice, picăturile de apă se evaporă mai repede de pe suprafața lacurilor, râurilor și rezervoarelor.
5. Temperatura aerului din cameră joacă, de asemenea, un rol important. Mai multe despre asta, vom vorbi chiar mai jos.

Care este rolul umidității aerului?

Datorită faptului că procesul de evaporare apare de pretutindeni continuu și continuu, în aer există întotdeauna particule de apă. În formă moleculară, ele arată ca un grup de elemente H₂O. Lichidele se pot evapora în funcție de volumul de vapori de apă din atmosferă, acest coeficient fiind numit umiditatea aerului. Poate fi de două tipuri:

1. Umiditatea relativă este raportul dintre cantitatea de vapori de apă din aer și densitatea vaporilor saturați la aceeași temperatură ca și procentul. De exemplu, indicatorul de 100% indică faptul că atmosfera este complet saturată cu molecule de H₂O.
2. Același absolut caracterizează densitatea vaporilor de apă din aer, este notată cu litera f și arată cât de multe molecule de apă sunt cuprinse în 1m³ aer.

Relația dintre procesul de evaporare și umiditatea aerului poate fi determinată după cum urmează. Cu cât indicatorul este mai mic umiditatea relativă, cu cât mai repede va fi evaporarea de pe suprafața pământului și vor apărea alte obiecte.

Evaporarea diferitelor substanțe

Pentru diferite substanțe acest proces are loc în moduri diferite. De exemplu, evaporarea alcoolului are loc mai repede decât în ​​multe lichide, datorită căldurii sale scăzute specifice de vaporizare. Adesea similare substanțe lichide sunt numite volatile, deoarece vaporii de apă scapă literalmente de ele practic la orice temperatură.

Alcoolul se poate evapora chiar si la temperatura camerei. În procesul de gătit vin sau vodcă, alcoolul este expulzat prin aparatul de bere, atingând doar punctul de fierbere, este aproximativ egal cu 78 de grade. Cu toate acestea, temperatura reală a evaporării alcoolului va fi puțin mai mare, deoarece în produsul inițial (de exemplu, laudă) sunt compuși cu diferite uleiuri aromatice și apă.

Condensarea și sublimarea

Următorul fenomen poate fi observat de fiecare dată când apa din fierbător se fierbe. Rețineți că, la fierbere, apa trece de la starea lichidului la starea gazoasă. Acest lucru se întâmplă în acest fel: un jet fierbinte de vapori de apă zboară de la cazan cu o viteză mare prin canalul de scurgere. În același timp, aburul format nu este vizibil chiar la ieșirea butonului, dar la o mică distanță de acesta. Acest procedeu se numește condensare, adică vaporii de apă se condensează într-o asemenea măsură încât devin vizibili pentru ochii noștri.

Evaporarea unui solid se numește sublimare. În acest caz, acestea trec de la starea agregată la starea gazoasă, ocolind stadiul lichid. Cel mai faimos caz de sublimare este asociat cu cristale de gheață. În forma sa originală, gheața este solidă la o temperatură mai mare de 0 ° C° începe să se topească, luând o stare lichidă. Totuși, în unele cazuri, la temperaturi negative, gheața trece într-o formă de vapori, ocolind faza lichidă.

Efectul evaporării asupra corpului uman

Datorită evaporării în corpul nostru există o termoreglare. Acest proces are loc printr-un sistem de auto-răcire. Într-o zi fierbinte, plină de suflete, o persoană care se angajează într-o anumită muncă fizică devine foarte fierbinte. Aceasta înseamnă că mărește energia internă. Și, după cum știți, la o temperatură de peste 42 °, proteina din sângele persoanei începe să curgă, dacă nu opriți acest proces la timp, va duce la moarte.

Sistemul de auto-răcire este aranjat doar în așa fel încât să regleze temperatura pentru activitatea vitală normală. Când temperatura devine maximă admisibilă, transpirația activă începe prin porii de pe piele. Apoi, de pe suprafața pielii, are loc evaporarea, care absoarbe excesul de energie a corpului. Cu alte cuvinte, evaporarea este un proces care ajută la răcirea corpului într-o stare normală.