Isparavanje je ... Proces faznog prijelaza neke tvari iz tekućeg stanja u pare

U svijetu oko nas stalno i kontinuiranopostoji ogromna raznolikost različitih fizičkih pojava i procesa. Jedan od najvažnijih može se smatrati proces isparavanja. Postoji nekoliko preduvjeta za ovaj fenomen. U ovom ćemo članku detaljnije raščlaniti svaki od njih.

Što je isparavanje?

Ovo je proces pretvaranja tvari u plinili parno stanje. Karakteristično je samo za tvari tekuće konzistencije. Međutim, nešto slično se uočava i u čvrstim tvarima, samo se ta pojava naziva sublimacija. To se može vidjeti pažljivim promatranjem tijela. Na primjer, sapun se s vremenom suši i počinje pucati, to je zbog činjenice da kapljice vode u njegovom sastavu isparavaju i prelaze u plinovito stanje H₂O.

Definicija u fizici

Isparavanje je endotermni proces u kojem toplina faznog prijelaza služi kao izvor apsorbirane energije. Uključuje dvije komponente:

• određena količina topline potrebna za prevladavanje molekularnih sila privlačenja kada dođe do prekida između spojenih molekula;
• toplina potrebna za širenje molekula u procesu pretvaranja tekućih tvari u paru ili plin.

Kako se to događa?

Prijelaz tvari iz tekućeg u plinovito stanje može se dogoditi na dva načina:

1. Isparavanje je proces u kojem molekule isparavaju s površine tekuće tvari.
2. Vrenje je proces isparavanja iz tekućine dovođenjem temperature do specifične točke vrelišta tvari.

Unatoč činjenici da se oba ova fenomena transformirajutekuće tvari u plin, među njima postoje značajne razlike. Vrenje je aktivan proces koji se događa samo na određenoj temperaturi, dok se isparavanje događa pod bilo kojim uvjetima. Druga razlika je u tome što je vrenje karakteristično za cijelu debljinu tekućine, dok se drugi fenomen javlja samo na površini tekućih tvari.

Molekularno kinetička teorija isparavanja

Ako ovaj proces razmotrimo na molekularnoj razini, onda se događa na sljedeći način:

1. Molekule u tekućim tvarima su ustalno kaotično kretanje, svi imaju potpuno različite brzine. U međuvremenu, čestice se privlače jedna drugoj zbog sila privlačenja. Svaki put kada se međusobno sudare, njihove se brzine mijenjaju. U nekom trenutku neki razviju vrlo veliku brzinu koja im omogućuje da svladaju sile gravitacije.
2. Ti elementi, koji se nalaze na površini tekućine, imaju takvu kinetičku energiju da su u stanju prevladati međumolekularne veze i napustiti tekućinu.
3. Upravo te najbrže molekule izlete s površine tekuće tvari, a taj se proces odvija neprestano i kontinuirano.
4. Jednom u zraku, pretvaraju se u paru – to se zove vaporizacija.
5. Kao posljedica toga, prosječna kinetička energijapreostale čestice su sve manje. To objašnjava hlađenje tekućine. Sjetite se kako su nas u djetinjstvu učili puhati u vruću tekućinu da se brže ohladi. Ispada da smo ubrzali proces isparavanja vode, a pad temperature bio je mnogo brži.

O kojim čimbenicima ovisi?

Mnogo je uvjeta potrebnih zanastanak ovog procesa. Dolazi odasvud gdje su prisutne čestice vode: to su jezera, mora, rijeke, svi mokri predmeti, pokrivači tijela životinja i ljudi, kao i lišće biljaka. Može se zaključiti da je isparavanje vrlo značajan i nezamjenjiv proces za okolni svijet i sva živa bića.

Evo čimbenika koji utječu na ovaj fenomen:

1. Brzina isparavanja izravno ovisi o sastavusama tekućina. Poznato je da svaki od njih ima svoje karakteristike. Na primjer, one tvari kod kojih je toplina isparavanja niža će se brže pretvoriti. Usporedimo dva procesa: isparavanje alkohola i obične vode. U prvom slučaju, transformacija u plinovito stanje se događa brže, jer je specifična toplina isparavanja i kondenzacije za alkohol 837 kJ / kg, a za vodu je gotovo tri puta veća - 2260 kJ / kg.
2. Brzina također ovisi o početnoj temperaturi.tekućine: što je veća, brže se stvara para. Kao primjer, uzmite čašu vode, kada je unutar posude kipuća voda, tada se isparavanje događa mnogo većom brzinom nego kada je temperatura vode niža.
3. Drugi čimbenik koji određuje brzinu ovog procesa je površina tekućine. Zapamtite da se vruća juha brže hladi u velikoj zdjeli nego u malom tanjuriću.
4. Brzina širenja tvari u zrakumedij je uvelike određen brzinom isparavanja, odnosno što se brže događa difuzija, to prije dolazi do isparavanja. Primjerice, kod jakog vjetra kapljice vode brže isparavaju s površine jezera, rijeka i akumulacija.
5. Važnu ulogu igra i temperatura zraka u zatvorenom prostoru. O tome ćemo detaljnije govoriti u nastavku.

Koja je uloga vlažnosti zraka?

Zbog činjenice da se proces isparavanja odvija odasvud kontinuirano i neprestano, tada su čestice vode uvijek prisutne u zraku. U molekularnom obliku izgledaju kao skupina elemenata H₂O. Tekućine mogu ispariti ovisno o pokazatelju volumena vodene pare u atmosferi, taj se koeficijent naziva vlažnost zraka. Dvije je vrste:

1. Relativna vlažnost je omjerkoličina vodene pare u zraku do gustoće zasićene pare na istoj temperaturi kao postotak. Na primjer, pokazatelj od 100% ukazuje da je atmosfera potpuno zasićena molekulama H₂O.
2. Apsolutni karakterizira gustoću vodene pare u zraku, označava se slovom f i pokazuje koliku masu molekula vode sadrži 1m³ zrak.

Odnos između procesa isparavanja i vlažnosti zrakamože se definirati na sljedeći način. Što je niži pokazatelj relativne vlažnosti zraka, brže će doći do isparavanja s površine zemlje i drugih objekata.

Isparavanje raznih tvari

Za razne tvari taj se proces odvijarazličito. Na primjer, alkohol isparava brže od mnogih tekućina zbog niske specifične topline isparavanja. Često se takve tekuće tvari nazivaju hlapljivim, jer vodena para doslovno isparava iz njih na gotovo svakoj temperaturi.

Alkohol također može ispariti čak i na sobnoj temperaturi.temperatura. U procesu kuhanja vina ili votke, alkohol se tjera kroz mjesečni aparat, tek dostižući točku ključanja, otprilike je jednaka 78 stupnjeva. Međutim, stvarna temperatura isparavanja alkohola bit će nešto viša, jer je u početnom proizvodu (npr. kaša) spoj s raznim aromatičnim uljima i vodom.

Kondenzacija i sublimacija

Svaki put se može primijetiti sljedeći fenomenkad voda u kotliću zavrije. Imajte na umu da voda pri ključanju prelazi iz tekućeg u plinovito stanje. To se događa na ovaj način: vrući mlaz vodene pare velikom brzinom izleti iz kotlića kroz njegov izljev. U tom slučaju, formirana para nije vidljiva izravno na izlazu iz izljeva, već na maloj udaljenosti od njega. Taj se proces naziva kondenzacija, odnosno vodena para se zgusne do te mjere da postaje vidljiva našim očima.

Isparavanje čvrste tvari naziva se sublimacija.U isto vrijeme prelaze iz agregatnog stanja u plinovito stanje, zaobilazeći tekući stupanj. Najpoznatiji slučaj sublimacije povezan je s kristalima leda. U svom izvornom obliku, led je krutina, na temperaturama iznad 0° počinje se topiti, poprimajući tekuće stanje. Međutim, u nekim slučajevima, pri negativnim temperaturama, led prelazi u parni oblik, zaobilazeći tekuću fazu.

Učinak isparavanja na ljudsko tijelo

Zahvaljujući isparavanju u našem tijelu,termoregulacija. Taj se proces odvija kroz sustav samohlađenja. U vrućem sparnom danu, osobi koja se bavi određenim fizičkim radom postaje jako vruće. To znači da se unutarnja energija u njemu povećava. I kao što znate, na temperaturama iznad 42 °, protein u ljudskoj krvi počinje se koagulirati, ako se ovaj proces ne zaustavi na vrijeme, to će dovesti do smrti.

Sustav samohlađenja uređen je upravo ovakona način da se regulira temperatura za normalan život. Kada temperatura postane maksimalno dopuštena, počinje aktivno znojenje kroz pore na koži. I tada dolazi do isparavanja s površine kože, koja apsorbira višak energije tijela. Drugim riječima, isparavanje je proces koji pomaže da se tijelo ohladi na normalno.