Hva er fordampning? Hva er faktorene som påvirker det? – Quora

Q: Hva er fordampning? Hva er faktorene som påvirker det?

Fordampning (bulkfordampning, uansett) er tap av materiale i en mengde flyktig væske utsatt for en gassatmosfære i damptilstanden. Å være flyktig betyr ganske enkelt at væsken er utsatt for fordampning i omgivelsene. Det kan også beskrives på molekylært nivå, som jeg skal gjøre nedenfor.

selv om det er teknisk korrekt å beskrive en damp som materiale i gassfasen, har en damp en viktig egenskap som den ikke deler i vår verdens atmosfære med gasser som oksygen og nitrogen; det er et materiale som eksisterer i gasstilstanden når temperatur og trykk ellers ville diktere at den eksisterer i flytende tilstand. Vann er selvfølgelig et godt eksempel.

ved temperaturer under 100 °c (212 Hryvnias F) og over 0 °C (32 Hryvnias F) ved et trykk på 1 atm (14,7 psi) skal vann tydeligvis være en væske. Enhver ungdomsskolestudent burde vite det. Men klart har vi vanndamp i luften vår. Vi føler effekten av fuktighet, vi ser at vannet vi sølte på linoleum har forsvunnet etter en tid, og vi merker produktene av denne dampen i dannelsen av skyer, tåke, regn og snø.

et materials grad av volatilitet i et gitt miljø uttrykkes av det vi kaller dets likevektsdamptrykk. Dette er den maksimale brøkdel av det totale lufttrykket som vi tilskriver den luftbårne dampen rett ved overflaten av vannet, og representerer den mest vanndamp som kan være tilstede før den konstante syklusen av vannkondensering tilbake til væske oppstår like raskt som flytende vann kan fordampe. Når partialtrykket (den faktiske brøkdel av totalt lufttrykk vi tilskriver dampen) av vanndampen i luften er lik likevektsdamptrykket, blir luften mettet og får en fuktig kvalitet(dette er dampkondensering tilbake til væske og er svært merkbar som tåke, tåke, dugg eller frost) og sies å være ved 100% relativ fuktighet. Likevektsdamptrykket øker også etter hvert som temperaturen på vannet øker, og ved 100 °C er damptrykket 1 atm. Det er derfor det koker; ved denne temperaturen og ved atmosfærisk trykk kan vanndamp nå helt forskyve luften rett over overflaten. Dette betyr at væsken er i en tilstand som dikterer at ethvert tillegg av energi vil gå mot å endre fase til en gass og ikke øke temperaturen.

Ok, så det er en oversikt over noen av forholdene som påvirker fordampning, men hva er den faktiske mekanikken?

Imaging grensesnittet mellom luft og væske på toppen av beholderen med vann for å være ikke møtet mellom to diskrete materialer, men i stedet for å være mer som de egentlig er, virvlende, hoppende molekyler av gass over og et bølgende plan av løst sammenkoblede vannmolekyler under. Nå forstår at gassmolekylene hovedsakelig består Av N2 Og O2, og disse molekylene er faktisk mer massive enn et enkelt vannmolekyl. Vannmolekylene har imidlertid en elektrisk tiltrekning til hverandre fordi de har en negativ og to positivt ladede (delvis ladede, uansett) områder som gir dem sammenheng med hverandre. Det ville ta en overføring av energi til et av disse glade vannmolekylene for å få det til å sprette bort fra alle sine ladede følgesvenner og gå inn i en gasstilstand.

deretter svinger en av de store n2-molekylene lavt og KLASK, har en “kinetisk molekylær interaksjon” med et vannmolekyl. Ok, egentlig blir det bare nær nok til å påvirke det så WHACK er litt dramatisk, men det visuelle er ganske nøyaktig. Et vannmolekyl gis nok energi gjennom en kinetisk hendelse med et luftmolekyl og tar fly, frigjort for å være i damptilstanden. Vedvarende samspill med luften tjener til å holde den i damptilstanden (i en viss periode).

derfor er det interaksjoner med luften som driver fordampning, og det er derfor det kan skje ved enhver temperatur. Is i fryseren fordamper (kalt “sublimering”), slik at fryseren forblir frostfri. Den samme mekanikeren er i spill (selv om hastigheten er tydelig langsommere da det tar mye mer energi å bytte et fast vannmolekyl til en gass og dermed forekommer sjeldnere i en kollisjon, noe som betyr at temperaturen også spiller en stor rolle i fordampningshastigheten). Den relative luftfuktigheten i omgivelsene er også en drivende eller begrensende faktor. Jo mindre vanndamp som allerede er i luften, desto mer sannsynlig vil et molekyl som fordamper, forbli damp lenger. Når den relative fuktigheten øker, øker hastigheten som disse dampmolekylene recondense til væske også. Alt dette er grunnen til at en tallerken full av vann satt ute i skyggen på en rolig, fuktig dag kan synes å ikke fordampe i det hele tatt, mens den samme parabolen satt i solen på en blåsig, tørr dag ser ut til å forsvinne som magi; varmen fra solen senker terskelen energien som kreves for faseendring ved oppvarming av vannet, det vindfulle miljøet betyr at kinetiske interaksjoner med luftmolekyler skjer oftere og er mer energiske, og mangelen på vanndamp allerede i luften betyr at fordampningsgraden versus kondens er på topp.

Håper det hjelper.