Izhlapevanje je ... Postopek faznega prehoda snovi iz tekočega stanja v stanje hlapov

V svetu okoli nas se stalno in nenehno dogajajo veliko različnih fizičnih pojavov in procesov. Eden od pomembnih je postopek izhlapevanja. Obstaja več obveznih pogojev za ta pojav. V tem članku bomo podrobneje razpravljali o vsakem od njih.

Kaj je izhlapevanje?

To je proces pretvorbe snovi v plinasto ali parovo stanje. Značilen je samo za snovi, ki so tekoče konsistence. Vendar pa se v trdnih telesih opazuje nekaj podobnega, samo ta pojav se imenuje sublimacija. To je mogoče videti s skrbnim opazovanjem teles. Na primer, kos mila sčasoma se suši in se začne razpokati, ker kapljice vode v njegovi sestavi izhlapijo in gredo v plinasto stanje H₂O.

Definicija v fiziki

Izhlapevanje je endotermičen proces, pri katerem je toplota faznega prehoda vir absorbirane energije. Vključuje dve komponenti:

• nekateri količina toplote, Potrebno je premagati molekularne sile privlačnosti, kadar obstaja reža med povezanimi molekulami;
• toploto, potrebno za delo ekspanzije molekul v procesu preoblikovanja tekočih snovi v paro ali plin.

Kako se to zgodi?

Prehod snovi iz tekočega v plinasto stanje se lahko izvede na dva načina:

1. Izhlapevanje je proces, v katerem molekule izginejo s površine tekoče snovi.
2. Vrelišče je proces izhlapevanja iz tekočine, tako da temperatura doseže specifično toploto snovi v vročini.

Kljub dejstvu, da oba ta pojav pretvorita tekočo snov v plin, med njimi obstajajo velike razlike. Vrelišče - aktiven proces, ki se izvaja samo pri določeni temperaturi, medtem ko se pojavi izhlapevanje pod vsemi pogoji. Druga razlika je, da je vrelišče značilno za celotno debelino tekočine, drugi pojav pa le na površini tekočih snovi.

Molekularno-kinetična teorija izhlapevanja

Če upoštevamo ta proces na molekularni ravni, se pojavi takole:

1. Molekule v tekočih snoveh so v stalnih kaotičnih gibanjih, vsi imajo popolnoma različne hitrosti. Medtem pa se privlačne sile pritegnejo med seboj. Vsakič, ko se med seboj srečujejo, se njihova hitrost spreminja. Na neki točki se nekateri razvijejo zelo visoke hitrosti, ki vam omogoča premagovanje sile privlačnosti.
2. Ti elementi, ki se pojavijo na površini tekočine, imajo tako kinetično energijo, da lahko premagajo medmolekulne vezi in pustijo tekočino.
3. Te zelo hitro molekule, ki pobegnejo iz površine tekoče snovi, se ta proces odvija stalno in neprekinjeno.
4. Ko so v zraku, se spremenijo v paro - imenujejo paro.
5. Kot posledica tega, povprečna kinetična energija preostali delci postajajo vse manj. To pojasnjuje hlajenje tekočine. Spomnite se, kako nas je v otroštvu učilo, da piha na vročo tekočino, da bi se kmalu ohladila. Izkazalo se je, da smo pospešili proces izhlapevanje vode, in padec temperature je bil veliko hitrejši.

Na katere dejavnike je odvisno?

Za nastanek tega procesa obstaja veliko pogojev. To se dogaja od povsod, kjer so delci vode: to so jezera, morja, reke, vsi vlažni predmeti, pokrovi teles in živali ter listi rastlin. Lahko sklepamo, da je izhlapevanje zelo pomemben in nepogrešljiv proces za okoliški svet in vsa živa bitja.

Tu so dejavniki, ki vplivajo na ta pojav:

1. Hitrost izhlapevanja je odvisna od sestave tekočine. Znano je, da ima vsak od njih lastne značilnosti. Na primer, tiste snovi, pri katerih je izhlapevanje toplote nižje, bodo hitreje preoblikovane. Primerjamo dva postopka: izhlapevanje alkohola in navadne vode. V prvem primeru se pretvorba v plinasto stanje pojavi hitreje, ker je specifična toplota izhlapevanja in kondenzacije alkohola 837 kJ / kg, medtem ko je v vodi skoraj trikrat več - 2260 kJ / kg.
2. Hitrost je odvisna tudi od začetne temperature tekočine: večja je, hitrejša pa je proizvodnja. Kot primer, vzemite kozarec vode, ko v notranjosti vrele vode, nastaja parna snov, ki je precej višja kot pri nižji temperaturi vode.
3. Drugi dejavnik, ki določa stopnjo toka tega procesa, je površina tekočine. Ne pozabite, da se v plošči velikega premera vroča juha ohladi hitreje kot v majhni krožnik.
4. Hitrost porazdelitve snovi v zraku v veliki meri določa stopnjo izhlapevanja, kar pomeni, da hitreje pride do difuzije, hitreje se izhlapi. Na primer, v močnih vetrovih kapljice vode hitreje izhlapevajo s površine jezer, rek in rezervoarjev.
5. Temperatura zraka v prostoru ima tudi pomembno vlogo. Več o tem se bomo pogovorili tik pozneje.

Kakšna je vloga vlažnosti zraka?

Ker proces izhlapevanja poteka od vsake stopnje kontinuirano in neprekinjeno, vedno obstajajo delci vode v zraku. V molekularni obliki izgledajo kot skupina elementov H₂O. Tekočine lahko izhlapijo glede na volumen vodne pare v ozračju, ta koeficient pa se imenuje zračna vlažnost. Lahko je dve vrsti:

1. Relativna vlažnost je razmerje med količino vodne pare v zraku in gostoto nasičenih hlapov pri isti temperaturi kot odstotek. Na primer, 100-odstotni indikator kaže, da je ozračje popolnoma nasičeno z molekulami H₂O.
2. Absolutno enako označuje gostoto vodne pare v zraku, označuje črka f in prikazuje, koliko molekul vode je vsebovano v 1 m³ zrak.

Razmerje med postopkom izhlapevanja in vlage v zraku je mogoče določiti na naslednji način. Manjši je kazalnik relativna vlažnost, hitreje se bo pojavilo izhlapevanje s površine zemlje in drugih predmetov.

Izhlapevanje različnih snovi

Za različne snovi ta postopek poteka na različne načine. Na primer, izhlapevanje alkohola poteka hitreje kot pri mnogih tekočinah zaradi nizke specifične toplote izhlapevanja. Pogosto podobni tekoče snovi so hlapne, ker vodne pare dobesedno pobegnejo od njih praktično pri vseh temperaturah.

Alkohol lahko izhlapi tudi pri sobni temperaturi. V procesu kuhanja vina ali vodke se alkohol izloča skozi aparat za kuhanje, doseže pa se le vrelišče, približno je 78 stopinj. Vendar pa bo dejanska temperatura izhlapevanja alkohola nekoliko večja, ker se v začetnem proizvodu (na primer hvalijo) združi z različnimi aromatičnimi olji in vodo.

Kondenzacija in sublimacija

Naslednji pojav lahko opazimo vsakič, ko voda v kotličku vre. Upoštevajte, da voda med vrenjem prehaja iz tekočega stanja v plinasto stanje. To se zgodi na ta način: vroči curki vodne pare letijo iz kotlička z visoko hitrostjo skozi svoj izliv. Istočasno pa nastala para ni vidna neposredno na izstopu iz izliva, ampak na majhnem odmiku od nje. Ta proces se imenuje kondenzacija, t.j. vodna para kondenzira v tolikšni meri, da postane vidna našim očem.

Izhlapevanje trdne snovi se imenuje sublimacija. V tem primeru prehajajo iz agregatnega stanja v plinasto stanje, zaobidejo tekočo stopnjo. Najpogostejši primer sublimacije je povezan s kristali ledu. V prvotni obliki je led trdno pri temperaturi nad 0 ° C° se začne topiti, pri čemer je tekoče stanje. Vendar je v nekaterih primerih pri nizkih temperaturah, led nadaljuje proti obliki pare, mimo tekoče faze.

Učinek izhlapevanja na človeško telo

Zahvaljujoč izhlapevanju v našem telesu je termoregulacija. Ta proces poteka s sistemom hlajenja. V vročem, sulturnem dnevu se oseba, ki se ukvarja z določenim fizičnim delom, postane zelo vroča. To pomeni, da povečuje notranjo energijo. In kot veste, pri temperaturi nad 42 ° se beljakovina v krvi osebe začne sesekati, če tega postopka ne ustavite pravočasno, bo to povzročilo smrt.

Sistem samo-hlajenja je urejen tako, da uravnava temperaturo za normalno vitalno aktivnost. Ko temperatura postane največja dovoljena, se aktivno znojenje začne skozi pore na koži. In potem, s površine kože, pride do izhlapevanja, ki absorbira prekomerno telesno energijo. Z drugimi besedami, izhlapevanje je proces, ki pomaga ohladiti telo v normalno stanje.