Co je odpařování? Jaké jsou faktory, které ji ovlivňují? – Quora

otázka: co je odpařování? Jaké jsou faktory, které ji ovlivňují?

odpařování (hromadné odpařování) je ztráta materiálu v množství těkavé kapaliny vystavené plynové atmosféře do stavu par. Být těkavý jednoduše znamená, že kapalina je náchylná k odpařování v okolních podmínkách. Lze to také popsat na molekulární úrovni, což udělám níže.

i když je technicky přesné popsat páru jako materiál ve své plynné fázi, pára má důležitou vlastnost, kterou nesdílí v atmosféře našeho světa s plyny, jako je kyslík a dusík; je to materiál existující v plynném stavu, kdy by teplota a tlak jinak diktovaly, že existuje v kapalném stavu. Voda je samozřejmě skvělým příkladem.

při teplotách pod 100 °C (212 °F) a nad 0 °C (32 °F) při tlaku 1 atm (14,7 psi) má být voda zjevně kapalinou. Každý student střední školy by to měl vědět. Je však zřejmé, že ve vzduchu máme vodní páru. Cítíme účinky vlhkosti, vidíme, že voda, kterou jsme vylili na linoleum, po nějaké době zmizela, a všimneme si produktů této páry při tvorbě mraků, mlhy, deště a sněhu.

stupeň těkavosti materiálu v daném prostředí je vyjádřen tím, co nazýváme jeho rovnovážným tlakem par. Toto je maximální podíl celkového tlaku vzduchu, který připisujeme vzdušné parě přímo na hladině vody, a představuje nejvíce vodní páry, která může být přítomna před konstantním cyklem kondenzace vody zpět do kapaliny, stejně rychle, jako se kapalná voda může odpařit. Když je parciální tlak (skutečný podíl celkového tlaku vzduchu, který připisujeme parám) vodní páry ve vzduchu roven rovnovážnému tlaku par, pak je vzduch nasycen a nabývá vlhké kvality (to je pára kondenzující zpět do kapaliny a je velmi patrná jako mlha, mlha, rosa nebo mráz) a říká se, že je při 100% relativní vlhkosti. Rovnovážný tlak par se také zvyšuje se zvyšující se teplotou vody a při 100 °C je tlak par 1 atm. Proto se vaří; při této teplotě a při atmosférickém tlaku může vodní pára nyní zcela vytlačit vzduch přímo nad povrch. To znamená, že kapalina je ve stavu, který diktuje, že jakékoli přidání energie půjde ke změně fáze na plyn a nezvyšuje teplotu.

dobře, takže to je přehled některých podmínek, které ovlivňují odpařování, ale jaké jsou skutečné mechaniky?

zobrazení rozhraní mezi vzduchem a kapalinou v horní části vaší nádoby s vodou, aby nebylo setkání dvou diskrétních materiálů, ale místo toho, aby bylo více jako ve skutečnosti jsou, vířící, skákající molekuly plynu výše a zvlněná rovina volně propojených molekul vody níže. Nyní pochopte, že molekuly plynu jsou složeny převážně z N2 a O2 a tyto molekuly jsou ve skutečnosti masivnější než jednotlivá molekula vody. Molekuly vody však mají k sobě elektrickou přitažlivost, protože mají zápornou a dvě kladně nabité (částečně nabité) oblasti, které jim dávají vzájemnou soudržnost. Trvalo by to přenos energie do jedné z těchto šťastných molekul vody, aby se odrazila od všech svých nabitých společníků a vstoupila do plynného stavu.

pak jedna z těch velkých molekul N2 kolísá nízko a rána, má “kinetickou molekulární interakci” s molekulou vody. Dobře, opravdu se to dostane dost blízko na to, aby to ovlivnilo, takže rána je trochu dramatická, ale vizuální pohled je docela přesný. Molekula vody dostane dostatek energie prostřednictvím kinetické události s molekulou vzduchu a vzlétne, uvolní se ve stavu par. Pokračující interakce se vzduchem slouží k udržení stavu par(po určitou dobu).

proto jsou to interakce se vzduchem, které řídí odpařování, a proto se to může stát při jakékoli teplotě. Led v mrazničce se odpařuje (nazývá se “sublimace”), takto mraznička zůstává bez mrazu. Ve hře je stejná mechanika (i když rychlost je zjevně pomalejší, protože změna molekuly pevné vody na plyn vyžaduje mnohem více energie, a proto se při kolizi vyskytuje méně často, což znamená, že teplota hraje velkou roli v rychlosti odpařování). Relativní vlhkost okolního vzduchu je také hnacím nebo omezujícím faktorem. Čím méně vodní páry již ve vzduchu, tím je pravděpodobnější, že molekula, která se odpařuje, zůstane déle. Jak se relativní vlhkost zvyšuje, zvyšuje se také rychlost, jakou tyto molekuly par rekondují na kapalinu. To vše je důvod, proč se miska plná vody zasazená venku ve stínu za klidného, vlhkého dne může zdát, že se vůbec neodpařuje, zatímco stejná miska zasazená na slunce za větrného, suchého dne vypadá, že zmizí jako magie; teplo slunce snižuje prahovou energii potřebnou pro změnu fáze zahříváním vody, větrné prostředí znamená, že kinetické interakce s molekulami vzduchu se vyskytují častěji a jsou energičtější, a nedostatek vodní páry již ve vzduchu znamená, že rychlost odpařování versus kondenzace je na svém vrcholu.

doufám, že to pomůže.