Co to jest parowanie? Jakie są czynniki wpływające na to? – Quora

P: Co to jest parowanie? Jakie są czynniki wpływające na to?

odparowanie (odparowanie masowe, w każdym razie) to utrata materiału w ilości lotnej cieczy wystawionej na działanie atmosfery gazowej do stanu pary. Lotność oznacza po prostu, że ciecz jest podatna na parowanie w warunkach otoczenia. Można to również opisać na poziomie molekularnym, co zrobię poniżej.

chociaż technicznie dokładne jest opisanie pary jako materiału w fazie gazowej, para ma ważną właściwość, której nie dzieli w atmosferze naszego świata z gazami, takimi jak tlen i azot; jest to materiał istniejący w stanie gazowym, gdy temperatura i ciśnienie w przeciwnym razie dyktowałyby, że istnieje w stanie ciekłym. Woda jest oczywiście doskonałym przykładem.

w temperaturach poniżej 100 °C (212 °F) i powyżej 0 °C (32 °F) przy ciśnieniu 1 atm (14,7 psi) woda jest wyraźnie uważana za ciecz. Każdy uczeń gimnazjum powinien to wiedzieć. Jednak wyraźnie mamy w powietrzu parę wodną. Czujemy skutki wilgoci, widzimy, że woda, którą rozlaliśmy na linoleum po pewnym czasie zniknęła, a produkty tej pary zauważamy w tworzeniu chmur, mgły, deszczu i śniegu.

stopień zmienności materiału w danym środowisku wyraża się przez to, co nazywamy jego równowagowym ciśnieniem pary. Jest to maksymalny ułamek całkowitego ciśnienia powietrza, który przypisujemy do pary unoszącej się na powierzchni wody i stanowi największą ilość pary wodnej, jaka może być obecna, zanim stały cykl kondensacji wody z powrotem do cieczy nastąpi tak szybko, jak woda może odparować. Gdy ciśnienie cząstkowe (rzeczywisty ułamek całkowitego ciśnienia powietrza przypisujemy do pary) pary wodnej w powietrzu jest równa ciśnieniu pary równowagi, a następnie powietrze jest nasycone i przyjmuje wilgotną jakość (jest to kondensacja pary z powrotem do cieczy i jest bardzo zauważalna jako mgła, mgła, Rosa lub mróz) i mówi się, że jest przy 100% wilgotności względnej. Równowagowe ciśnienie pary wzrasta również wraz ze wzrostem temperatury wody, a przy 100 °C ciśnienie pary wynosi 1 atm. Dlatego wrze; w tej temperaturze i pod ciśnieniem atmosferycznym para wodna może teraz całkowicie wyprzeć powietrze tuż nad powierzchnią. Oznacza to, że ciecz jest w stanie, który dyktuje wszelkie dodawanie energii pójdzie w kierunku zmiany fazy w gaz, a nie podniesienie temperatury.

OK, to jest przegląd niektórych warunków wpływających na parowanie, ale jaka jest faktyczna mechanika?

obrazowanie interfejsu między powietrzem i cieczą na górze pojemnika z wodą, aby nie było spotkaniem dwóch dyskretnych materiałów, ale zamiast tego było bardziej takie, jakie są, wirujące, odbijające się cząsteczki gazu powyżej i pofałdowana płaszczyzna luźno powiązanych cząsteczek wody poniżej. Teraz zrozumcie, że cząsteczki gazu składają się głównie z N2 i O2, a te cząsteczki są bardziej masywne niż pojedyncza cząsteczka wody. Jednak cząsteczki wody mają przyciąganie elektryczne do siebie, ponieważ mają ujemne i dwa dodatnio naładowane (w każdym razie częściowo naładowane) obszary, które dają im swoją spójność ze sobą. Potrzeba przeniesienia energii do jednej z tych szczęśliwych cząsteczek wody, aby spowodować, że odbije się od wszystkich naładowanych towarzyszy i wejdzie w stan gazu.

wtedy jedna z tych dużych cząsteczek N2 ma małe i małe uderzenie, ma “kinetyczną interakcję molekularną” z cząsteczką wody. Ok, naprawdę jest wystarczająco blisko, aby na to wpłynąć, więc walnięcie jest trochę dramatyczne, ale obraz jest dość dokładny. Cząsteczka wody otrzymuje wystarczającą ilość energii poprzez Zdarzenie kinetyczne z cząsteczką powietrza i wykonuje lot, uwalniając się do stanu pary. Ciągłe interakcje z powietrzem służą do utrzymywania go w stanie pary (przez pewien okres czasu).

dlatego To właśnie oddziaływanie z powietrzem napędza parowanie i dlatego może się zdarzyć w każdej temperaturze. Lód w zamrażarce paruje (zwany “sublimacją”), w ten sposób zamrażarka pozostaje wolna od mrozu. Ta sama mechanika jest w grze (chociaż szybkość jest wyraźnie wolniejsza, ponieważ potrzeba znacznie więcej energii, aby zmienić stałą cząsteczkę wody w gaz, a tym samym występuje rzadziej w zderzeniu, co oznacza, że temperatura odgrywa dużą rolę w szybkości parowania). Względna wilgotność powietrza otoczenia jest również czynnikiem napędowym lub ograniczającym. Im mniej pary wodnej znajduje się już w powietrzu, tym bardziej prawdopodobne jest, że odparowana cząsteczka pozostanie parą dłużej. Wraz ze wzrostem wilgotności względnej wzrasta również szybkość, z jaką te cząsteczki pary ulegają rekondensacji w ciecz. Wszystko to dlatego naczynie pełne wody ustawione na zewnątrz w cieniu w spokojny, wilgotny dzień może wydawać się, że w ogóle nie odparowuje, podczas gdy to samo naczynie ustawione na słońcu w wietrzny, suchy dzień wydaje się znikać jak magia; ciepło słońca obniża energię progową wymaganą do zmiany fazy przez ogrzewanie wody, wietrzne środowisko oznacza, że interakcje kinetyczne z cząsteczkami powietrza zdarzają się częściej i są bardziej energetyczne, a brak pary wodnej już w powietrzu oznacza, że szybkość parowania w porównaniu do kondensacji jest szczytowa.

mam nadzieję, że to pomoże.