Ce este evaporarea? Care sunt factorii care o afectează? – Quora

Î: Ce este evaporarea? Care sunt factorii care o afectează?

evaporare (evaporare în vrac, oricum) este pierderea de material într-o cantitate de lichid volatil expus la o atmosferă de gaz în stare de vapori. A fi Volatil înseamnă pur și simplu că lichidul este predispus la evaporare în condițiile ambientale. Poate fi descris și la nivel molecular, pe care îl voi face mai jos.

deși este corect din punct de vedere tehnic să descrii un vapor ca material în faza sa gazoasă, un vapor are o proprietate importantă pe care nu o împărtășește în atmosfera lumii noastre cu gaze precum oxigenul și azotul; este un material existent în starea gazului atunci când temperatura și presiunea ar dicta altfel că există în stare lichidă. Apa este, desigur, un exemplu excelent.

la temperaturi mai mici de 100% C (212% F) și mai mari de 0% C (32% F) la o presiune de 1 atm (14,7 psi), apa ar trebui să fie în mod clar lichidă. Orice elev de gimnaziu ar trebui să știe asta. Cu toate acestea, în mod clar avem vapori de apă în aerul nostru. Simțim efectele umidității, vedem că apa pe care am vărsat-o pe linoleum a dispărut după un timp și observăm produsele acestei vapori în formarea de nori, ceață, ploaie și zăpadă.

gradul de volatilitate al unui material într-un mediu dat este exprimat prin ceea ce numim presiunea vaporilor de echilibru. Aceasta este fracțiunea maximă din presiunea totală a aerului pe care o atribuim vaporilor din aer chiar la suprafața apei și reprezintă cea mai mare cantitate de vapori de apă care poate fi prezentă înainte ca ciclul constant de condensare a apei înapoi în lichid să aibă loc la fel de repede ca apa lichidă se poate evapora. Când presiunea parțială (fracțiunea reală a presiunii totale a aerului pe care o atribuim vaporilor) a vaporilor de apă din aer este egală cu presiunea vaporilor de echilibru, atunci aerul este saturat și capătă o calitate umedă (aceasta este condensarea vaporilor înapoi în lichid și este foarte vizibilă ca ceață, ceață, rouă sau îngheț) și se spune că este la 100% umiditate relativă. Presiunea vaporilor de echilibru crește, de asemenea, pe măsură ce temperatura apei crește, iar la 100 inkt C presiunea vaporilor este de 1 atm. Acesta este motivul pentru care fierbe; la această temperatură și la presiunea atmosferică, vaporii de apă pot deplasa complet aerul chiar peste suprafață. Aceasta înseamnă că lichidul este într-o stare care dictează orice adăugare de energie va merge spre schimbarea fazei într-un gaz și nu creșterea temperaturii.

bine, deci aceasta este o prezentare generală a unora dintre condițiile care afectează evaporarea, dar care sunt mecanica reală?

imagistica interfeței dintre AER și lichid din partea de sus a recipientului dvs. de apă nu este întâlnirea a două materiale discrete, ci în schimb să fie mai mult ca acestea sunt cu adevărat, molecule de gaz care se învârt, se învârt deasupra și un plan ondulator de molecule de apă slab interconectate dedesubt. Acum, înțelegeți că moleculele de gaz sunt compuse în mare parte din N2 și O2, iar aceste molecule sunt de fapt mai masive decât o moleculă individuală de apă. Cu toate acestea, moleculele de apă au o atracție electrică una față de cealaltă, deoarece au o zonă negativă și două zone încărcate pozitiv (parțial încărcate, oricum) care le conferă coeziunea între ele. Ar fi nevoie de un transfer de energie într-una din aceste molecule de apă fericite pentru a o face să sară departe de toți tovarășii săi încărcați și să intre într-o stare de gaz.

apoi, una dintre acele molecule mari de N2 se leagănă jos și se lovește, are o “interacțiune moleculară cinetică” cu o moleculă de apă. Bine, într-adevăr doar devine suficient de aproape să-l influențeze atât de nașpa este un pic dramatic, dar vizual este destul de precis. O moleculă de apă primește suficientă energie printr-un eveniment cinetic cu o moleculă de aer și ia zborul, eliberat pentru a fi în stare de vapori. Interacțiunile continue cu aerul servesc la menținerea acestuia în stare de vapori (pentru o anumită perioadă de timp).

prin urmare, interacțiunile cu aerul sunt cele care determină evaporarea și de aceea se poate întâmpla la orice temperatură. Gheața din congelator se evaporă (numită “sublimare”), așa rămâne congelatorul fără îngheț. Același mecanic este în joc (deși rata este în mod clar mai lentă, deoarece este nevoie de mult mai multă energie pentru a schimba o moleculă de Apă solidă într-un gaz și, prin urmare, apare mai puțin frecvent într-o coliziune, ceea ce înseamnă că temperatura joacă un rol important și în rata de evaporare). Umiditatea relativă a aerului înconjurător este, de asemenea, un factor de conducere sau de limitare. Cu cât mai puțini vapori de apă sunt deja în aer, cu atât este mai probabil ca o moleculă care se evaporă să rămână vapori mai mult timp. Pe măsură ce umiditatea relativă crește, crește și rata la care aceste molecule de vapori se recondensează la lichid. Toate acestea sunt motivele pentru care un vas plin de apă așezat afară la umbră într-o zi calmă și umedă pare să nu se evapore deloc, în timp ce același vas așezat la soare într-o zi cu vânt uscat pare să dispară ca prin magie; căldura soarelui scade energia pragului necesar pentru schimbarea fazei prin încălzirea apei, mediul vântos înseamnă că interacțiunile cinetice cu moleculele de aer se întâmplă mai frecvent și sunt mai energice, iar lipsa vaporilor de apă deja în aer înseamnă că rata de evaporare față de condensare este la vârf.

Sper că ajută.