เหตุใดการระเหยของของเหลวจึงเกิดขึ้นที่อุณหภูมิใด ๆ เพิ่มราคาของคุณลงในฐานข้อมูล ความคิดเห็น การทำความเย็นแบบระเหย

ในธรรมชาติ สสารสามารถอยู่ในสถานะการรวมตัวหนึ่งในสามสถานะ: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ การเปลี่ยนแปลงจากครั้งแรกเป็นครั้งที่สองและในทางกลับกันสามารถสังเกตได้ทุกวันโดยเฉพาะในฤดูหนาว อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงของของเหลวเป็นไอซึ่งเรียกว่ากระบวนการระเหยมักไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตา แม้จะดูเหมือนไม่สำคัญ แต่ก็มีบทบาทสำคัญในชีวิตมนุษย์ ลองหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้

การระเหย - มันคืออะไร

ทุกครั้งที่คุณตัดสินใจต้มกาต้มน้ำสำหรับชาหรือกาแฟ คุณสามารถดูได้ว่าเมื่อถึง 100 ° C น้ำจะกลายเป็นไอน้ำได้อย่างไร นี่คือสิ่งที่ ตัวอย่างการใช้งานจริงกระบวนการกลายเป็นไอ (การเปลี่ยนแปลงของสารบางชนิดเป็นสถานะก๊าซ)

การระเหยเป็นสองประเภท: การเดือดและการระเหย เมื่อมองแวบแรก พวกมันเหมือนกัน แต่นี่เป็นความเข้าใจผิดที่พบบ่อย

การระเหยคือการระเหยจากพื้นผิวของสาร และการเดือดมาจากปริมาตรทั้งหมด

การระเหยและการเดือด: อะไรคือความแตกต่าง?

แม้ว่าทั้งกระบวนการระเหยและการเดือดจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของของเหลวเป็นสถานะก๊าซ แต่ก็ควรค่าแก่การจดจำความแตกต่างที่สำคัญสองประการระหว่างกัน

• การเดือดเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิหนึ่ง สำหรับสารแต่ละชนิดจะมีลักษณะเฉพาะและเปลี่ยนแปลงได้เฉพาะเมื่อลดลงเท่านั้น ความกดอากาศ. ที่ ภาวะปกติน้ำต้มต้องใช้ 100 °C สำหรับน้ำมันดอกทานตะวันที่ผ่านการกลั่น - 227 °C สำหรับการกลั่น - 107 °C ในทางตรงกันข้ามแอลกอฮอล์ต้องการอุณหภูมิที่ต่ำกว่า - 78 ° C ในการต้ม อุณหภูมิการระเหยสามารถเป็นได้และแตกต่างจากการเดือดที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง
• ความแตกต่างที่สำคัญประการที่สองระหว่างกระบวนการคือในระหว่างการเดือด การกลายเป็นไอจะเกิดขึ้นตลอดความหนาของของเหลว ในขณะที่การระเหยของน้ำหรือสารอื่นๆ เกิดขึ้นจากผิวน้ำเท่านั้น โดยวิธีการที่กระบวนการเดือดมักจะมาพร้อมกับการระเหยในเวลาเดียวกัน

กระบวนการระเหิด

เป็นที่เชื่อกันว่าการระเหยเป็นการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นสถานะการรวมตัวของก๊าซ อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีที่พบไม่บ่อยนัก การเลี่ยงผ่านของเหลว อาจเกิดการระเหยโดยตรงจากของแข็งไปสู่สถานะก๊าซได้ กระบวนการนี้เรียกว่าการระเหิด

คำนี้คุ้นเคยกับทุกคนที่เคยสั่งแก้วหรือเสื้อยืดพร้อมรูปโปรดในร้านถ่ายรูป การระเหยประเภทนี้ใช้เพื่อทำให้ภาพกับผ้าหรือเซรามิกอย่างถาวร การพิมพ์ประเภทนี้เรียกว่าการพิมพ์แบบ sublimation

นอกจากนี้ การระเหยดังกล่าวมักใช้สำหรับการอบแห้งผักและผลไม้ในอุตสาหกรรม การทำกาแฟ

แม้ว่าการระเหิดจะพบได้น้อยกว่าการระเหยของของเหลวมาก แต่บางครั้งก็สามารถสังเกตได้ในชีวิตประจำวัน ดังนั้นผ้าชุบน้ำที่ซักแล้วตากให้แห้งในฤดูหนาวจะแข็งตัวทันทีและแข็งตัว อย่างไรก็ตาม ความแข็งแกร่งนี้ค่อยๆ หายไป และสิ่งต่างๆ ก็แห้งแล้ง ในกรณีนี้ น้ำจากสถานะน้ำแข็งที่ผ่านเฟสของเหลวจะผ่านเข้าสู่ไอน้ำทันที

การระเหยเกิดขึ้นได้อย่างไร

ชอบทางกายภาพมากที่สุดและ กระบวนการทางเคมีบทบาทหลักในกระบวนการระเหยคือเล่นโดยโมเลกุล

ในของเหลวจะอยู่ใกล้กันมาก แต่ไม่มีตำแหน่งที่แน่นอน ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงสามารถ "เดินทาง" ได้ทั่วทั้งพื้นที่ของของเหลวและด้วยความเร็วที่ต่างกัน นี่คือความสำเร็จเนื่องจากความจริงที่ว่าในระหว่างการเคลื่อนไหวพวกเขาชนกันและจากการชนเหล่านี้ความเร็วของพวกเขาจะเปลี่ยนไป เมื่อเร็วพอ โมเลกุลที่กระฉับกระเฉงที่สุดจะได้รับโอกาสในการลอยขึ้นสู่พื้นผิวของสสารและเมื่อเอาชนะแรงดึงดูดของโมเลกุลอื่น ๆ แล้วจึงปล่อยให้ของเหลว นี่คือวิธีที่น้ำหรือสารอื่นระเหยกลายเป็นไอ มันไม่เหมือนกับจรวดที่บินไปในอวกาศเหรอ?

แม้ว่าโมเลกุลที่กระฉับกระเฉงที่สุดจะผ่านจากของเหลวไปเป็นไอ แต่ “พี่น้อง” ที่เหลืออยู่ของพวกมันยังคงเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง ค่อยๆได้รับ ความเร็วที่ต้องการเพื่อเอาชนะแรงดึงดูดและย้ายไปสู่สถานะอื่นของการรวมกลุ่ม

โมเลกุลจะค่อยๆ ปล่อยของเหลวออกไปเรื่อยๆ พลังงานภายในสำหรับสิ่งนี้ และจะลดลง และสิ่งนี้ส่งผลโดยตรงต่ออุณหภูมิของสาร - มันลดลง นั่นคือเหตุผลที่ปริมาณของชาเย็นในถ้วยลดลงเล็กน้อย

สภาวะการระเหย

การดูแอ่งน้ำหลังฝนตก คุณจะสังเกตเห็นว่าแอ่งน้ำบางแอ่งน้ำจะแห้งเร็วขึ้น และบางแอ่งน้ำอาจใช้เวลานานกว่า เนื่องจากการทำให้แห้งเป็นกระบวนการระเหย เราจึงสามารถใช้ตัวอย่างนี้เพื่อทำความเข้าใจเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้

• อัตราการระเหยขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่จะระเหย เนื่องจากสารแต่ละตัวมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่ส่งผลต่อเวลาที่โมเลกุลของสารจะเข้าสู่สถานะก๊าซโดยสมบูรณ์ หากคุณเปิดขวดที่เหมือนกันไว้ 2 ขวดซึ่งเต็มไปด้วยของเหลวในปริมาณเท่ากัน (ในแอลกอฮอล์หนึ่ง C2H5OH ในอีกขวดหนึ่ง - น้ำ H2O) ภาชนะแรกจะว่างเปล่าเร็วขึ้น เนื่องจากตามที่กล่าวไว้ข้างต้น อุณหภูมิการระเหยของแอลกอฮอล์จะต่ำกว่า ซึ่งหมายความว่าจะระเหยเร็วขึ้น
• สิ่งที่สองที่การระเหยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิแวดล้อมและจุดเดือดของสารระเหย ยิ่งอันแรกและอันที่สองสูงเท่าไหร่ ของเหลวก็จะยิ่งไปถึงเร็วขึ้นและกลายเป็นแก๊สได้ นั่นคือเหตุผลที่เมื่อดำเนินการบางอย่าง ปฏิกริยาเคมีด้วยการมีส่วนร่วมของการระเหยสารจะได้รับความร้อนเป็นพิเศษ
• อีกเงื่อนไขหนึ่งที่การระเหยขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของสารที่เกิดขึ้น ยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใดกระบวนการก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น เมื่อพิจารณาตัวอย่างต่างๆ ของการระเหย เราสามารถนึกถึงชาได้อีกครั้ง มักจะเทใส่จานรองให้เย็น ที่นั่นเครื่องดื่มเย็นลงเร็วขึ้นเพราะพื้นที่ผิวของของเหลวเพิ่มขึ้น (เส้นผ่านศูนย์กลางของจานรองใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของถ้วย)
• และอีกครั้งเกี่ยวกับชา อีกวิธีหนึ่งในการทำให้เย็นเร็วขึ้นเป็นที่รู้จักกัน - เป่ามัน คุณจะสังเกตได้อย่างไรว่าการปรากฏตัวของลม (การเคลื่อนที่ของอากาศ) เป็นสิ่งที่การระเหยขึ้นอยู่กับ ยิ่งความเร็วลมสูงขึ้น โมเลกุลของของเหลวก็จะเปลี่ยนเป็นไอน้ำเร็วขึ้น
• ความดันบรรยากาศยังส่งผลต่อความเข้มของการระเหยด้วย ยิ่งต่ำ โมเลกุลก็จะยิ่งผ่านจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งเร็วขึ้น

การควบแน่นและการคายน้ำ

เมื่อกลายเป็นไอแล้ว โมเลกุลจะไม่หยุดเคลื่อนที่ ในสถานะใหม่ของการรวมกลุ่ม พวกมันเริ่มชนกับโมเลกุลของอากาศ ด้วยเหตุนี้ บางครั้งจึงสามารถกลับสู่สถานะของเหลว (การควบแน่น) หรือสถานะของแข็ง (การทำให้ระเหิด)

เมื่อกระบวนการระเหยและการควบแน่น (การคายน้ำ) เท่ากัน เรียกว่าสมดุลไดนามิก หากสารที่เป็นก๊าซอยู่ในสมดุลไดนามิกกับของเหลวที่มีองค์ประกอบคล้ายกัน จะเรียกว่าไออิ่มตัว

การระเหยและมนุษย์

เมื่อพิจารณาตัวอย่างต่างๆ ของการระเหยแล้ว เราไม่สามารถจำผลของกระบวนการนี้ต่อร่างกายมนุษย์ได้

ดังที่คุณทราบที่อุณหภูมิร่างกาย 42.2 ° C โปรตีนในเลือดของมนุษย์จะพับซึ่งนำไปสู่ความตาย ร่างกายมนุษย์สามารถร้อนขึ้นได้ไม่เพียงแต่เนื่องจากการติดเชื้อ แต่ยังรวมถึงเมื่อใช้งานทางกายภาพ เล่นกีฬา หรือขณะอยู่ในห้องที่ร้อน

ร่างกายสามารถรักษาอุณหภูมิที่ยอมรับได้สำหรับชีวิตปกติด้วยระบบระบายความร้อนด้วยตนเอง - เหงื่อออก หากอุณหภูมิร่างกายสูงขึ้น เหงื่อจะถูกปล่อยออกทางรูขุมขนของผิวหนังและระเหยออกไป กระบวนการนี้ช่วย "เผาผลาญ" พลังงานส่วนเกินและช่วยให้ร่างกายเย็นลงและทำให้อุณหภูมิของร่างกายเป็นปกติ

นี่คือเหตุผลที่คุณไม่ควรเชื่ออย่างไม่มีเงื่อนไขว่าโฆษณาที่แสดงเหงื่อเป็นภัยพิบัติหลัก สังคมสมัยใหม่และพยายามขายผู้ซื้อที่ไร้เดียงสาทุกประเภทเพื่อกำจัดมัน เป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้ร่างกายขับเหงื่อน้อยลงโดยไม่รบกวนการทำงานปกติ และยาดับกลิ่นที่ดีเท่านั้นที่สามารถพอกหน้าได้ กลิ่นเหม็นเหงื่อ. ดังนั้นการใช้สารระงับเหงื่อ แป้งและผงต่างๆ อาจทำให้ร่างกายได้รับอันตรายที่ไม่สามารถแก้ไขได้ ท้ายที่สุดสารเหล่านี้อุดตันรูขุมขนหรือทำให้ท่อขับถ่ายของต่อมเหงื่อแคบลงซึ่งหมายความว่าร่างกายไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิได้ ในกรณีที่ยังจำเป็นต้องใช้ผลิตภัณฑ์ระงับเหงื่อ คุณควรปรึกษาแพทย์ของคุณก่อน

บทบาทของการระเหยในชีวิตพืช

อย่างที่คุณทราบ ไม่ใช่แค่คนๆ หนึ่งที่มีน้ำ 70% เท่านั้น แต่ยังมีพืชด้วย และบางชนิด เช่น หัวไชเท้า ก็มีน้ำ 90% ดังนั้นการระเหยจึงมีความสำคัญสำหรับพวกเขาเช่นกัน

น้ำเป็นหนึ่งในแหล่งหลักของสารที่มีประโยชน์ (และเป็นอันตรายด้วย) ที่เข้าสู่ร่างกายของพืช อย่างไรก็ตาม เพื่อให้สารเหล่านี้ถูกดูดซึม มีความจำเป็น แสงแดด. แต่ในวันที่อากาศร้อน แสงแดดไม่เพียงแต่ทำให้พืชร้อนเท่านั้น แต่ยังทำให้พืชร้อนเกินไปอีกด้วย ซึ่งจะทำลายพืชนั้นด้วย

เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น ตัวแทนของพืชสามารถระบายความร้อนด้วยตนเอง (คล้ายกับกระบวนการของการขับเหงื่อของมนุษย์) กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อได้รับความร้อนสูงเกินไป พืชจะระเหยน้ำและทำให้เย็นลง ดังนั้นการรดน้ำสวนและสวนผลไม้จึงให้ความสนใจเป็นอย่างมากในฤดูร้อน

การระเหยใช้ในอุตสาหกรรมและที่บ้านอย่างไร

สำหรับสารเคมีและ อุตสาหกรรมอาหารการระเหยเป็นกระบวนการที่ขาดไม่ได้ ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ไม่เพียงแต่ช่วยในการคายน้ำผลิตภัณฑ์จำนวนมาก (ระเหยความชื้นจากผลิตภัณฑ์เหล่านั้น) ซึ่งจะช่วยยืดอายุการเก็บรักษา แต่ยังช่วยในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหารที่เหมาะสม (น้ำหนักและแคลอรีน้อยลงและมีสารอาหารสูงกว่า)

นอกจากนี้ยังใช้การระเหย (โดยเฉพาะการระเหิด) เพื่อทำให้สารต่างๆ บริสุทธิ์

อีกด้านของการใช้งานคือเครื่องปรับอากาศ

อย่าลืมเกี่ยวกับยา ท้ายที่สุดกระบวนการสูดดม (สูดดมไอน้ำอิ่มตัว การเตรียมการทางการแพทย์) ยังขึ้นอยู่กับกระบวนการระเหยด้วย

ควันอันตราย

อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับกระบวนการอื่นๆ มันก็มีข้อเสียเช่นกัน ท้ายที่สุดกลายเป็นไอน้ำและสูดดมโดยคนและสัตว์ไม่ได้เท่านั้น วัสดุที่มีประโยชน์แต่ยังถึงตาย และสิ่งที่น่าเศร้าที่สุดคือพวกมันมองไม่เห็นซึ่งหมายความว่าคน ๆ หนึ่งไม่รู้เสมอไปว่าเขาได้รับสารพิษ นั่นคือเหตุผลที่ควรหลีกเลี่ยงการไม่สวมหน้ากากป้องกันและชุดป้องกันในโรงงานและสถานประกอบการที่ทำงานกับสารอันตราย

น่าเสียดาย, ควันอันตรายพวกเขาสามารถรับชมที่บ้าน ท้ายที่สุดถ้าเฟอร์นิเจอร์วอลล์เปเปอร์เสื่อน้ำมันหรือสิ่งของอื่น ๆ ที่ทำจากวัสดุราคาถูกที่มีการละเมิดเทคโนโลยีพวกเขาสามารถปล่อยสารพิษสู่อากาศซึ่งจะค่อยๆ "เป็นพิษ" เจ้าของของพวกเขา ดังนั้นเมื่อซื้ออะไรก็ตามควรดูใบรับรองคุณภาพของวัสดุที่ใช้ทำ

ในบทนี้ เราจะศึกษาแนวคิดเรื่องการระเหยและการควบแน่น กระบวนการทั้งสองนี้พบได้ทุกที่: การตากผ้า น้ำค้าง การทำอาหาร เราจะพิจารณาปัจจัยที่ส่งผลต่อการระเหยและการควบแน่น และดูตัวอย่างต่างๆ

หัวข้อ: สถานะรวมของสสาร

บทเรียน: การระเหย การดูดซับพลังงานระหว่างการระเหยของของเหลวและการปลดปล่อยพลังงานระหว่างการควบแน่นของไอ

ในบทเรียนนี้ เราจะพิจารณาประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการระเหย เช่นเดียวกับการดูดกลืนพลังงานระหว่างการระเหยของของเหลวและการปลดปล่อยพลังงานระหว่างการควบแน่นของไอ

ในบทเรียนก่อนหน้านี้ เราได้พิจารณากระบวนการต่างๆ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง พูดคุยเกี่ยวกับการหลอม ตัวให้ความร้อน การแข็งตัวหรือการตกผลึกของร่างกาย

วันนี้เราจะมาดูกระบวนการที่ไอน้ำ (ชนิดของก๊าซ) หรือก๊าซก่อตัวขึ้น

ลองนึกถึงรูปแบบตามกระบวนการต่าง ๆ ของการเปลี่ยนแปลงของรัฐรวม (รูปที่ 1)

ข้าว. หนึ่ง.

การทำให้กลายเป็นไอสามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี: เดือดและ การระเหย. ตามกฎแล้ววิธีแรกจะถูกระบุ - การต้ม

ในบทเรียนวันนี้ เราจะมาดูวิธีการที่สองของการกลายเป็นไออย่างละเอียดยิ่งขึ้น: การระเหย

คำนิยาม

การระเหย - นี่คือการเปลี่ยนแปลงหรือการเปลี่ยนแปลงของของเหลวเป็นก๊าซ (ไอน้ำ) จากพื้นผิวที่ว่างของของเหลว นั่นคือเมื่อพื้นผิวของของเหลวเปิดอยู่และการเปลี่ยนแปลงของสารจากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซเริ่มต้นจากพื้นผิว

เรามาลองนึกดูก่อนว่า ไดอะแกรมที่แสดงภาพการเปลี่ยนแปลงของสถานะของสสารหนึ่งไปสู่อีกสถานะหนึ่ง

ตารางที่อธิบายชื่อของกระบวนการเปลี่ยนผ่านระหว่าง รวมรัฐสารมีลักษณะดังนี้:

	ชื่อ
ของเหลวที่เป็นของแข็ง	ละลาย
ของแข็งของเหลว	การชุบแข็ง (ตกผลึก)
ก๊าซเหลว	การทำให้กลายเป็นไอ
ของเหลวก๊าซ	การควบแน่น
ก๊าซที่เป็นของแข็ง	ระเหิด
ของแข็งก๊าซ	ระเหิด

กระบวนการระเหยไม่ได้เกิดขึ้นทันที ดังนั้นเราจึงกล่าวว่าการระเหยเป็นกระบวนการที่ต่อเนื่อง ดังนั้น การระเหยของของเหลวจึงเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาหนึ่ง

การระเหยเกิดขึ้นได้อย่างไร?

พิจารณาพื้นผิวของของเหลว เรารู้ว่าของเหลวประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลที่เคลื่อนที่ตลอดเวลา ดังนั้นอาจมีอนุภาคของสารที่กำหนดซึ่งความเร็ว (และพลังงานตามลำดับ) จะมีขนาดใหญ่พอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดของเพื่อนบ้านและปล่อยให้ของเหลวนั่นคือเข้าสู่สถานะก๊าซ ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่าการระเหยเกิดขึ้นจากพื้นผิวอิสระ

พิจารณาปัจจัยที่มีผลต่อการระเหย (โดยเฉพาะอัตราการระเหย)

1. โครงสร้างของสสาร

ประการแรกการระเหยเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของสารเอง เราสามารถยกตัวอย่างต่อไปนี้: นำกระดาษเช็ดปากสองแผ่นมาชุบน้ำหนึ่งผืนและอีกผืนด้วยอีเธอร์ คุณอาจสังเกตเห็นว่าผ้าเช็ดปากที่ชุบอีเธอร์จะแห้งเร็วกว่ามาก สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงของปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลอีเธอร์นั้นน้อยกว่าแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของน้ำมาก ดังนั้นการระเหยจะเกิดขึ้นเร็วขึ้นในอีเธอร์

2. พื้นที่ผิว

พื้นที่ผิวว่างของของเหลวมีบทบาทสำคัญมาก: หากพื้นที่ผิวมีขนาดใหญ่เพียงพอจำนวนอนุภาคที่ออกจากของเหลวก็จะมากขึ้นแน่นอนซึ่งในกรณีนี้การระเหยจะเกิดขึ้นเร็วขึ้น เราสามารถยกตัวอย่างได้: ถ้าคุณเทน้ำลงในจานรองและเทน้ำปริมาณเท่ากันลงในแก้ว การระเหยจากจานรองจะเกิดขึ้นเร็วขึ้นมาก (รูปที่ 2) อีกตัวอย่างหนึ่ง: ทุกคนรู้ว่าผ้าลินินก่อนที่จะถูกแขวนให้แห้งนั้นถูกเขย่าและยืดให้ตรง ในกรณีนี้ พื้นที่ซักผ้าจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ พื้นที่การระเหยก็เพิ่มขึ้นด้วย และกระบวนการระเหยเองจะเร็วขึ้น

ข้าว. 2. จานรองและแก้วน้ำ () ()

3. อุณหภูมิ

ปรากฏการณ์อีกประการหนึ่งที่ส่งผลต่อการระเหยคือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นก็จะเกิดการระเหยเร็วขึ้น กล่าวคือโดยการให้ความร้อนแก่ร่างกาย เราสามารถเพิ่มอัตราการระเหย เร่งความเร็ว หรือในทางกลับกัน หากเราลดอุณหภูมิ กระบวนการระเหยจะช้าลง สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ความเร็วของการเคลื่อนที่ของอนุภาคจะเพิ่มขึ้น และเนื่องจากความเร็วในการเคลื่อนที่เพิ่มขึ้น อนุภาคจำนวนมากจึงสามารถปล่อยให้ของเหลวกลายเป็นก๊าซได้

เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคเป็นไปอย่างต่อเนื่อง กระบวนการระเหยจึงต่อเนื่องเช่นกัน เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคไม่ได้หยุดอยู่ที่อุณหภูมิใดๆ การระเหยจึงเกิดขึ้นได้เกือบทุกอุณหภูมิ ดังนั้นการระเหยจะเกิดขึ้นแม้ที่อุณหภูมิต่ำ ตัวอย่างเช่น แอ่งน้ำกลางแจ้งจะแห้งไม่เฉพาะในฤดูร้อนเมื่ออากาศร้อน แต่ยังแห้งในฤดูใบไม้ร่วงเมื่ออากาศหนาวด้วย (รูปที่ 3) เฉพาะความเร็วของการอบแห้งแอ่งน้ำเท่านั้นที่แตกต่างกัน

คำถามเกิดขึ้น: สิ่งที่สามารถพูดเกี่ยวกับพลังงานของของเหลวในระหว่างการระเหย? เนื่องจากอนุภาคที่เร็วที่สุดออกจากของเหลว พวกมันจึงมีพลังงานจลน์มากกว่า ดังนั้นโดยทั่วไปพลังงานของของเหลวที่ระเหยจะลดลง นี้สามารถอธิบายได้ด้วยตัวอย่างต่อไปนี้: ลองนำคนสองสามคน สร้างพวกเขาในแถว และวัดพวกเขา ส่วนสูงเฉลี่ย. จากนั้นเราจะลบอันที่สูงที่สุดออกจากระบบนี้และวัดความสูงเฉลี่ยอีกครั้ง เป็นผลให้ค่อนข้างสมเหตุสมผลจะได้รับค่าที่น้อยกว่า สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับพลังงาน ทุกครั้งที่อนุภาคที่มีพลังงานสูงสุดออกจากของเหลวและพลังงานภายในของของเหลวจะลดลง

อย่างไรก็ตามในชีวิตเราไม่ค่อยสังเกตเห็นความเย็นนี้ มันเกี่ยวอะไรด้วย? นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าของเหลวสื่อสารกับร่างกายโดยรอบโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับอากาศดังนั้นในขณะที่เย็นตัวมันจะได้รับพลังงานจากวัตถุโดยรอบซึ่งก็คือจากอากาศไปพร้อม ๆ กัน อันเป็นผลมาจาก "การแลกเปลี่ยนความร้อน" อุณหภูมิจะคงอยู่ที่ระดับเดียวกัน และการระเหยจะเกิดขึ้นด้วยความเข้มข้นที่ใกล้เคียงกัน

4. ลม

ปัจจัยต่อไปที่ส่งผลต่อการระเหยคือการมีอยู่ของลม ลองนึกภาพว่าก๊าซก่อตัวขึ้นเหนือพื้นผิวของของเหลว กระบวนการระเหยอย่างที่เราค้นพบนั้นดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่อง แต่กระบวนการคืนโมเลกุลกลับสู่ของเหลวจะเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันทุกประการ หากลมพัด โมเลกุลที่ส่งผ่านจากของเหลวไปยังก๊าซจะเคลื่อนตัวไป และจะไม่ยอมให้กลับคืนสู่ของเหลว ในกรณีนี้ กระบวนการระเหยจะถูกเร่ง นั่นคือ อัตราการระเหยจะเพิ่มขึ้น

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตด้วยว่าการระเหยที่เรียกว่าการระเหยในภาชนะปิดนั้นมักพบได้ในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้กระทะที่มีน้ำ หยดน้ำจะก่อตัวที่พื้นผิวของฝาด้านใน นั่นคือเนื่องจากไม่มีลมภายในกระทะ กระบวนการระเหยและการคืนโมเลกุลกลับสู่ของเหลวในกรณีนี้จึงลดลง สถานะนี้เรียกว่า สมดุลไดนามิก.

คำนิยาม

สมดุลไดนามิก- นี่คือสถานะของระบบ "ไอ - ของเหลว" ซึ่งจำนวนโมเลกุลที่ปล่อยให้ของเหลว (ถ่ายโอนไปยังไอ) เท่ากับจำนวนโมเลกุลที่คืนจากไอกลับสู่ของเหลว

หากการระเหยมีชัยเหนือการส่งคืนของอนุภาคกลับสู่ของเหลว เรียกว่าไอที่อยู่เหนือของเหลว ไม่อิ่มตัว.

ไอระเหยในสภาวะสมดุลไดนามิกกับของเหลวเรียกว่า รวย.

ในสมดุลไดนามิก มวลรวมของระบบ "ไอ - ของเหลว" จะไม่เปลี่ยนแปลง: จำนวนโมเลกุลที่ "ปล่อย" จากพื้นผิวของของเหลวจะเท่ากับจำนวนโมเลกุลที่ "ส่งคืน" ดังนั้น โดยทั่วไป มวลของระบบ "ไอ - ของเหลว" ทั้งหมดจะไม่เปลี่ยนแปลง

นอกเหนือจากการระเหยแล้วยังมีกระบวนการที่ตรงกันข้ามซึ่งเรียกว่าการควบแน่น (จากภาษาละติน - "ฉันข้น")

นั่นคือการควบแน่นเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนไอ (ก๊าซ) เป็นของเหลว กระบวนการนี้มักเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยความร้อน (เนื่องจากพลังงานภายในของสารลดลง) นั่นคืออุณหภูมิของวัตถุโดยรอบจะเพิ่มขึ้น (ของเหลวจะถ่ายเทพลังงานส่วนเกินไปยังวัตถุโดยรอบ)

การควบแน่นเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเหมือนกับการระเหย อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น เราสามารถพูดได้ว่ากระบวนการทั้งสองนี้เกิดขึ้นพร้อมกันอย่างต่อเนื่อง

สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยการก่อตัวของเมฆเนื่องจากเมฆเป็นของเหลวที่ควบแน่น น้ำค้างที่ตกลงมาหรือตัวอย่างเช่น ฝนที่ตกลงมานั้นเป็นกระบวนการทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการควบแน่น

โปรดทราบว่ามีการระเหยไม่เพียง แต่จากพื้นผิวของของเหลว แต่ยังมาจากของแข็งด้วย มีตัวอย่างที่ดีสำหรับสิ่งนี้: หากคุณแขวนเสื้อผ้าเปียกบนถนนในฤดูหนาว มันจะแข็ง นั่นคือ มันถูกปกคลุมด้วยเปลือกน้ำแข็ง แต่หลังจากนั้นไม่นานปรากฎว่าผ้าแห้งนั่นคือน้ำแม้ในสถานะของแข็งก็หายไปที่ไหนสักแห่ง นี่คือกระบวนการระเหย ร่างกายที่แข็งแรง, ในกรณีนี้ น้ำแข็ง. มีการระเหยของสารอื่นๆ เช่น แนฟทาลีน กลิ่นของแนฟทาลีนที่เราสัมผัสได้แสดงให้เห็นว่าแนฟทาลีนสามารถระเหยได้เช่นกัน

ในบทต่อไป เราจะพิจารณาประเด็นที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นก๊าซ - การกลายเป็นไอ

บรรณานุกรม

1. Gendenshtein L.E. , Kaidalov A.B. , Kozhevnikov V.B. ฟิสิกส์ 8 / เอ็ด Orlova V.A. , Roizena I.I. - ม.: Mnemosyne
2. Peryshkin A. V. ฟิสิกส์ 8 - M.: Bustard, 2010
3. Fadeeva A. A. , Zasov A. V. , Kiselev D. F. ฟิสิกส์ 8 - M.: การศึกษา

1. เทศกาลแนวคิดการสอน "บทเรียนเปิด" ().
2. เว็บไซต์ครูวิทยาการคอมพิวเตอร์ ().
3. การขยาย().

การบ้าน

1. หน้า 16 คำถาม 1-8 เช่น 9(1-7). Peryshkin A. V. ฟิสิกส์ 8 - M.: Bustard, 2010
2. น้ำระเหยที่อุณหภูมิเท่าไหร่?
3. ทำไมเสื้อผ้าเปียกถึงแห้งเร็วขึ้นในสายลม?
4. ทำไมของเหลวถึงเย็นเมื่อระเหย

ทุกคนรู้ดีว่าเสื้อผ้าเปียกนั้นเย็นกว่าเสื้อผ้าแห้ง โดยเฉพาะเมื่อมีลมแรง เป็นที่ทราบกันดีว่าการห่อภาชนะด้วยน้ำด้วยผ้าเปียกแล้วปล่อยให้รับลมในวันที่อากาศร้อน จะทำให้น้ำในภาชนะเย็นลงอย่างเห็นได้ชัด บางครั้งเพื่อจุดประสงค์เดียวกันในประเทศที่ร้อนพวกเขาใช้ภาชนะพิเศษที่มีผนังเป็นรูพรุนซึ่งน้ำจะค่อยๆซึมออกมาทำให้ชื้นตลอดเวลา การสังเกตเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการระเหยทำให้ของเหลวเย็นลงและในเวลาเดียวกันกับวัตถุโดยรอบ ในกรณีนี้ความร้อนของการกลายเป็นไอนั้นยืมมาจากของเหลวเอง

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการระบายความร้อนที่รุนแรงจะได้รับหากการระเหยเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเพื่อให้ของเหลวระเหยไม่มีเวลารับความร้อนจากวัตถุโดยรอบ การระเหยอย่างรวดเร็วได้มาจากของเหลวระเหยง่าย ตัวอย่างเช่น เมื่ออีเทอร์หรือเอทิลคลอไรด์ระเหย จะทำให้เย็นลงได้ง่ายด้านล่าง (รูปที่ 490) แพทย์ใช้วิธีนี้เมื่อจำเป็นต้องแช่แข็งผิวของผู้ป่วยเพื่อไม่ให้รู้สึกเจ็บปวด การทำความเย็นแบบระเหยสามารถสังเกตได้ในการทดลองต่อไปนี้ ลูกบอลแก้วสองลูกและเชื่อมต่อกันด้วยหลอดแก้วโค้ง (cryophor, รูปที่ 491) ลูกบอลประกอบด้วยน้ำและไอระเหยของมัน อากาศจะถูกลบออก บอล C วางในส่วนผสมเย็น (ส่วนผสมของหิมะและเกลือ) จากนั้นน้ำในบอลลูนจะแข็งตัว เหตุผลก็คือสิ่งนี้ การทำให้ลูกบอลเย็นลงทำให้เกิดการควบแน่นของไอระเหยในลูกบอลมากขึ้น เป็นผลให้น้ำในบอลลูนระเหยและทำให้เย็นลง อุณหภูมิลดลงมากจนน้ำในบอลลูนแข็งตัว

ข้าว. 490. โดยการเป่าลมผ่านท่อ กล่าวคือ การเร่งการระเหยของอีเทอร์ ทำให้น้ำที่ด้านล่างของหลอดทดลองกลายเป็นน้ำแข็งได้

ข้าว. 491. เมื่อบอลลูนเย็นลง น้ำในบอลลูนจะแข็งตัว

การระบายความร้อนระหว่างการระเหยและการปล่อยความร้อนระหว่างการควบแน่นของไอระเหยมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในธรรมชาติ ทำให้สภาพภูมิอากาศของประเทศชายฝั่งทะเลลดลง โปรดทราบว่าการระเหยของเหงื่อออกจากผิวหนังของมนุษย์และสัตว์เป็นวิธีที่ร่างกายควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย ในระหว่างความร้อน ผิวหนังจะเหงื่อออกและการระเหยของเหงื่อจะทำให้เย็นลง

296.1. ทำไมเสื้อผ้ายางจึงทนต่อความร้อนได้ยาก?

296.2. ทำไมการเป่าพัดลมจึงทนต่อความร้อนได้ง่ายกว่า?

296.3. มีแก้วสองใบที่มีรูปร่างและขนาดเท่ากัน อันหนึ่งเป็นโลหะและอีกแก้วเป็นพอร์ซเลน เทใส่แก้ว เบอร์เดียวกันน้ำและทิ้งไว้ในห้องเป็นเวลานาน อุณหภูมิของน้ำในแก้วเท่ากันหรือไม่?

เพิ่มราคาของคุณไปยังฐานข้อมูล

ความคิดเห็น

การระเหยของของเหลวเกิดขึ้นที่อุณหภูมิใด ๆ และยิ่งเร็วขึ้นอุณหภูมิก็จะสูงขึ้น พื้นที่มากขึ้นพื้นผิวที่ว่างของของเหลวระเหยและไอระเหยที่เกิดขึ้นเหนือของเหลวจะถูกลบออกเร็วขึ้น

ที่อุณหภูมิหนึ่ง ขึ้นอยู่กับลักษณะของของเหลวและความดันที่ของเหลวนั้นตั้งอยู่ การกลายเป็นไอจะเริ่มขึ้นในมวลทั้งหมดของของเหลว กระบวนการนี้เรียกว่าการเดือด

นี่เป็นกระบวนการของการกลายเป็นไอที่รุนแรง ไม่เพียงแต่จากพื้นผิวอิสระเท่านั้น แต่ยังรวมถึงของเหลวจำนวนมากด้วย ฟองที่เต็มไปด้วยไอน้ำอิ่มตัวจะเกิดขึ้นในปริมาตร พวกมันลุกขึ้นภายใต้การกระทำของแรงลอยตัวและแตกที่พื้นผิว จุดศูนย์กลางของการก่อตัวเป็นฟองอากาศที่เล็กที่สุดของก๊าซแปลกปลอมหรืออนุภาคของสิ่งเจือปนต่างๆ

หากฟองอากาศมีขนาดตั้งแต่หลายมิลลิเมตรขึ้นไป ระยะที่สองอาจถูกละเลย ดังนั้นสำหรับฟองอากาศขนาดใหญ่ที่ความดันภายนอกคงที่ ของเหลวจะเดือดเมื่อความดัน ไอน้ำอิ่มตัวในฟองอากาศจะเท่ากับแรงดันภายนอก

อันเป็นผลมาจากการเคลื่อนไหวที่วุ่นวายเหนือพื้นผิวของของเหลว โมเลกุลของไอ ตกลงสู่ทรงกลมของการกระทำ แรงระดับโมเลกุล, กลับคืนสู่ของเหลว กระบวนการนี้เรียกว่าการควบแน่น

การระเหยและการเดือด

การระเหยและการเดือดเป็นสองวิธีที่ของเหลวเปลี่ยนเป็นก๊าซ (ไอน้ำ) กระบวนการของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเรียกว่าการกลายเป็นไอ กล่าวคือ การระเหยและการเดือดเป็นวิธีการทำให้กลายเป็นไอ มีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสองวิธีนี้

การระเหยเกิดขึ้นจากพื้นผิวของของเหลวเท่านั้น เป็นผลมาจากความจริงที่ว่าโมเลกุลของของเหลวใด ๆ เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ยิ่งกว่านั้นความเร็วของโมเลกุลนั้นแตกต่างกัน โมเลกุลที่มีความเร็วสูงเพียงพอเมื่ออยู่บนพื้นผิวสามารถเอาชนะแรงดึงดูดของโมเลกุลอื่นและจบลงในอากาศ โมเลกุลของน้ำซึ่งแยกจากกันในอากาศเกิดเป็นไอน้ำ เป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นด้วยตาของคู่รัก สิ่งที่เรามองว่าเป็นละอองน้ำนั้นเป็นผลมาจากการควบแน่น (กระบวนการย้อนกลับของการกลายเป็นไอ) เมื่อไอสะสมในรูปของหยดเล็กๆ ในระหว่างการทำความเย็น

เนื่องจากการระเหยทำให้ของเหลวเย็นตัวลงเนื่องจากโมเลกุลที่เร็วที่สุดจะปล่อยทิ้งไว้ อย่างที่คุณทราบ อุณหภูมิถูกกำหนดโดยความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของสสาร นั่นคือพลังงานจลน์ของพวกมัน

อัตราการระเหยขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ประการแรกขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของของเหลว ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น การระเหยยิ่งเร็วขึ้น เป็นเรื่องที่เข้าใจได้ เนื่องจากโมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้น ซึ่งหมายความว่าจะหนีออกจากพื้นผิวได้ง่ายขึ้น อัตราการระเหยขึ้นอยู่กับสาร ในสารบางชนิด โมเลกุลจะถูกดึงดูดอย่างแรงกว่า ดังนั้นจึงยากที่จะบินออกไป ในขณะที่สารอื่นๆ จะอ่อนแอกว่า ดังนั้นจึงปล่อยของเหลวไว้ได้ง่ายกว่า การระเหยยังขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิว ความอิ่มตัวของอากาศด้วยไอน้ำ ลม

สิ่งสำคัญที่สุดที่ทำให้การระเหยแตกต่างจากการเดือดคือการระเหยที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิใดๆ และเกิดขึ้นจากพื้นผิวของของเหลวเท่านั้น

ต่างจากการระเหย การเดือดจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิหนึ่งเท่านั้น สารแต่ละตัวในสถานะของเหลวมีจุดเดือดของตัวเอง ตัวอย่างเช่น น้ำที่ความดันบรรยากาศปกติจะเดือดที่ 100°C และแอลกอฮอล์ที่ 78°C อย่างไรก็ตาม เมื่อความดันบรรยากาศลดลง จุดเดือดของสารทั้งหมดจะลดลงเล็กน้อย

เมื่อน้ำเดือดอากาศที่ละลายในนั้นจะถูกปล่อยออกมา เนื่องจากภาชนะมักจะถูกทำให้ร้อนจากด้านล่าง อุณหภูมิในชั้นล่างของน้ำจึงสูงขึ้น และเกิดฟองขึ้นก่อน น้ำระเหยกลายเป็นฟองเหล่านี้และอิ่มตัวด้วยไอน้ำ

เนื่องจากฟองอากาศมีน้ำหนักเบากว่าตัวน้ำจึงลอยขึ้น เนื่องจากชั้นบนของน้ำไม่ร้อนจนถึงจุดเดือด ฟองอากาศจะเย็นลงและไอน้ำในนั้นควบแน่นกลับเป็นน้ำ ฟองก็จะหนักขึ้นและตกลงมาอีกครั้ง

เมื่อของเหลวทุกชั้นถูกทำให้ร้อนจนถึงจุดเดือด ฟองอากาศจะไม่ตกลงมาอีกต่อไป แต่จะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำและแตกออก สองสามคนอยู่ในอากาศ ดังนั้นในระหว่างการเดือดกระบวนการของการกลายเป็นไอจึงไม่ได้เกิดขึ้นบนพื้นผิวของของเหลว แต่เกิดขึ้นตลอดความหนาในฟองอากาศ ต่างจากการระเหยด้วยการระเหย การต้มทำได้ที่อุณหภูมิหนึ่งเท่านั้น

ควรเข้าใจว่าเมื่อของเหลวเดือดการระเหยตามปกติจากพื้นผิวก็เกิดขึ้นเช่นกัน

อะไรเป็นตัวกำหนดอัตราการระเหยของของเหลว?

การวัดอัตราการระเหยคือปริมาณของสารที่บินออกไปต่อหน่วยเวลาจากหน่วยของพื้นผิวว่างของของเหลว นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอังกฤษ D. Dalton เมื่อต้นศตวรรษที่ 19 พบว่าอัตราการระเหยเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างระหว่างความดันของไออิ่มตัวที่อุณหภูมิของของเหลวที่ระเหยกับความดันที่แท้จริงของไอจริงที่มีอยู่เหนือของเหลว ถ้าของเหลวและไออยู่ในสมดุล อัตราการระเหยจะเป็นศูนย์ มันเกิดขึ้นอย่างแม่นยำยิ่งขึ้น แต่กระบวนการย้อนกลับก็เกิดขึ้นที่ความเร็วเท่ากัน - การควบแน่น(การเปลี่ยนผ่านของสารจากสถานะก๊าซหรือไอเป็นสถานะของเหลว) อัตราการระเหยยังขึ้นอยู่กับว่าเกิดขึ้นในบรรยากาศที่สงบหรือในบรรยากาศที่เคลื่อนไหว ความเร็วจะเพิ่มขึ้นหากไอน้ำที่เป็นผลถูกพัดออกไปโดยกระแสลมหรือสูบออก

หากการระเหยเกิดขึ้นจากสารละลายของเหลว สารต่างๆ จะระเหยด้วย ความเร็วต่างกัน. อัตราการระเหยของสารหนึ่งๆ จะลดลงตามความดันที่เพิ่มขึ้นของก๊าซแปลกปลอม เช่น อากาศ ดังนั้นการระเหยกลายเป็นโมฆะจึงเกิดขึ้นในอัตราสูงสุด ในทางตรงกันข้าม การเพิ่มก๊าซเฉื่อยจากภายนอกเข้าไปในถัง ทำให้การระเหยช้าลงอย่างมาก

บางครั้งการระเหยเรียกว่าการระเหิดหรือการระเหิดเช่นการเปลี่ยนสถานะของแข็งเป็นสถานะก๊าซ รูปแบบเกือบทั้งหมดมีความคล้ายคลึงกันจริงๆ ความร้อนของการระเหิดมีค่ามากกว่าความร้อนของการกลายเป็นไอโดยความร้อนของการหลอมรวมโดยประมาณ

ดังนั้นอัตราการระเหยจึงขึ้นอยู่กับ:

1. ชนิดของของเหลว ของเหลวระเหยเร็วขึ้นซึ่งโมเลกุลจะถูกดึงดูดเข้าหากันโดยใช้แรงน้อยลง ในกรณีนี้ เพื่อเอาชนะแรงดึงดูดและบินออกจากกระป๋องของเหลว มากกว่าโมเลกุล
2. การระเหยเกิดขึ้นเร็วขึ้นอุณหภูมิของของเหลวก็จะสูงขึ้น ยิ่งอุณหภูมิของของเหลวสูงขึ้นเท่าใด จำนวนโมเลกุลที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในนั้นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งสามารถเอาชนะแรงดึงดูดของโมเลกุลโดยรอบและบินออกจากพื้นผิวของของเหลวได้
3. อัตราการระเหยของของเหลวขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของมัน เหตุผลนี้อธิบายได้จากความจริงที่ว่าของเหลวระเหยออกจากพื้นผิวและยิ่งพื้นที่ผิวของของเหลวใหญ่ขึ้นเท่าใดจำนวนโมเลกุลก็จะยิ่งบินจากไปในอากาศมากขึ้นเท่านั้น
4. การระเหยของของเหลวเกิดขึ้นเร็วขึ้นด้วยลม พร้อมกับการเปลี่ยนผ่านของโมเลกุลจากของเหลวไปเป็นไอ กระบวนการย้อนกลับก็เกิดขึ้นเช่นกัน การเคลื่อนที่แบบสุ่มเหนือพื้นผิวของของเหลว โมเลกุลบางส่วนที่ปล่อยให้มันกลับคืนสู่สภาพเดิมอีกครั้ง ดังนั้นมวลของของเหลวในภาชนะปิดจึงไม่เปลี่ยนแปลง แม้ว่าของเหลวจะยังคงระเหยอยู่ก็ตาม

ข้อสรุป

เราว่าน้ำระเหย แต่สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร การระเหยเป็นกระบวนการที่ของเหลวในอากาศกลายเป็นก๊าซหรือไออย่างรวดเร็ว ของเหลวหลายชนิดระเหยเร็วมาก เร็วกว่าน้ำมาก สิ่งนี้ใช้ได้กับแอลกอฮอล์ น้ำมันเบนซิน แอมโมเนีย ของเหลวบางชนิด เช่น ปรอท ระเหยช้ามาก

อะไรทำให้เกิดการระเหย? เพื่อจะเข้าใจสิ่งนี้ เราต้องเข้าใจบางสิ่งเกี่ยวกับธรรมชาติของสสาร เท่าที่เราทราบ สารทุกชนิดประกอบด้วยโมเลกุล แรงสองแรงกระทำต่อโมเลกุลเหล่านี้ หนึ่งในนั้นคือความสามัคคีที่ดึงพวกเขาเข้าหากัน อีกประการหนึ่งคือการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของแต่ละโมเลกุลซึ่งทำให้พวกมันแยกออกจากกัน

ถ้าแรงยึดเกาะสูง สารจะยังคงอยู่ในสถานะของแข็ง อย่างไรก็ตาม หากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนแรงมากจนเกินการเกาะติดกัน สารจะกลายเป็นหรือเป็นก๊าซ หากแรงทั้งสองมีความสมดุลโดยประมาณ เราก็มีของเหลว

แน่นอนว่าน้ำเป็นของเหลว แต่บนพื้นผิวของของเหลว มีโมเลกุลที่เคลื่อนที่เร็วมากจนเอาชนะแรงเกาะกันและบินออกไปในอวกาศ กระบวนการหลบหนีของโมเลกุลเรียกว่าการระเหย

ทำไมน้ำจึงระเหยเร็วขึ้นเมื่ออยู่กลางแดดหรือโดนความร้อน? ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น การเคลื่อนที่ของความร้อนในของเหลวก็จะยิ่งรุนแรงขึ้น ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ กำลังเก็บความเร็วมากพอที่จะบินออกไป เมื่อโมเลกุลที่เร็วที่สุดบินออกไป ความเร็วของโมเลกุลที่เหลือจะช้าลงโดยเฉลี่ย เหตุใดของเหลวที่เหลือจึงถูกทำให้เย็นโดยการระเหย

ดังนั้นเมื่อน้ำแห้ง นั่นหมายความว่ามันได้กลายเป็นก๊าซหรือไอระเหยและกลายเป็นส่วนหนึ่งของอากาศ

เกิดขึ้นจากพื้นผิวที่ว่างของของเหลว

การระเหิดหรือการระเหิดเช่น การเปลี่ยนผ่านของสารจากของแข็งไปเป็นสถานะก๊าซเรียกอีกอย่างว่าการระเหย

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วจากการสังเกตประจำวันว่าปริมาณของเหลวใดๆ (น้ำมันเบนซิน อีเธอร์ น้ำ) ในภาชนะเปิดจะค่อยๆ ลดลง ของเหลวไม่หายไปอย่างไร้ร่องรอย - มันกลายเป็นไอน้ำ การระเหยเป็นหนึ่งใน การทำให้กลายเป็นไอ. อีกประเภทหนึ่งคือการต้ม

กลไกการระเหย

การระเหยเกิดขึ้นได้อย่างไร? โมเลกุลของของเหลวใดๆ จะเคลื่อนที่ต่อเนื่องและสุ่ม และยิ่งอุณหภูมิของของเหลวสูงขึ้นเท่าใด ก็ยิ่ง พลังงานจลน์โมเลกุล ค่าเฉลี่ยของพลังงานจลน์มีค่าที่แน่นอน แต่สำหรับแต่ละโมเลกุล พลังงานจลน์อาจมากกว่าหรือน้อยกว่าค่าเฉลี่ยก็ได้ ถ้าโมเลกุลที่มีพลังงานจลน์เพียงพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลอยู่ใกล้ผิวน้ำ มันจะบินออกจากของเหลว สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นซ้ำกับโมเลกุลเร็วอีกโมเลกุลหนึ่ง โดยโมเลกุลที่สอง สาม ฯลฯ เมื่อลอยออกมา โมเลกุลเหล่านี้จะก่อตัวเป็นไอเหนือของเหลว การก่อตัวของไอนี้คือการระเหย

การดูดซับพลังงานระหว่างการระเหย

เนื่องจากโมเลกุลที่เร็วกว่าจะหลุดออกจากของเหลวในระหว่างการระเหย พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลที่เหลืออยู่ในของเหลวจึงเล็กลงเรื่อยๆ ซึ่งหมายความว่าพลังงานภายในของของเหลวระเหยจะลดลง ดังนั้น หากไม่มีพลังงานไหลออกสู่ของเหลวจากภายนอก อุณหภูมิของของเหลวระเหยจะลดลง ของเหลวจะเย็นลง (นี่คือสาเหตุที่โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คนที่สวมเสื้อผ้าเปียกจะเย็นกว่าในเสื้อผ้าแห้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ มีลมแรง)

อย่างไรก็ตาม เมื่อน้ำที่เทลงในแก้วระเหย เราไม่สังเกตเห็นอุณหภูมิที่ลดลง สิ่งนี้สามารถอธิบายได้อย่างไร? ความจริงก็คือการระเหยในกรณีนี้เกิดขึ้นช้าและอุณหภูมิของน้ำจะคงที่เนื่องจากการแลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศโดยรอบจากนั้น จำนวนเงินที่ต้องการความอบอุ่น ซึ่งหมายความว่าเพื่อให้ของเหลวระเหยโดยไม่เปลี่ยนอุณหภูมิ จะต้องส่งพลังงานให้กับของเหลว

ปริมาณความร้อนที่ต้องให้ของเหลวเพื่อสร้างมวลหน่วยของไอที่อุณหภูมิคงที่เรียกว่า ความร้อนของการกลายเป็นไอ

อัตราการระเหยของของเหลว

ไม่เหมือน เดือดการระเหยจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิใดก็ได้ อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น อัตราการระเหยจะเพิ่มขึ้น ยิ่งอุณหภูมิของของเหลวสูงขึ้น โมเลกุลที่เคลื่อนที่เร็วขึ้นจะมีพลังงานจลน์มากพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดของอนุภาคข้างเคียงและบินออกจากของเหลวได้ และการระเหยเร็วขึ้นจะเกิดขึ้น

อัตราการระเหยขึ้นอยู่กับชนิดของของเหลว ของเหลวระเหยจะระเหยอย่างรวดเร็ว ซึ่งแรงของปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลมีขนาดเล็ก (เช่น อีเธอร์ แอลกอฮอล์ น้ำมันเบนซิน) ถ้าเราทำของเหลวดังกล่าวลงบนมือเราจะรู้สึกหนาว การระเหยจากพื้นผิวของมือ ของเหลวดังกล่าวจะเย็นลงและนำความร้อนออกจากมือ

อัตราการระเหยของของเหลวขึ้นอยู่กับพื้นที่ของพื้นผิวที่ว่าง นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าของเหลวระเหยออกจากพื้นผิวและยิ่งพื้นที่ผิวว่างของของเหลวมีขนาดใหญ่ขึ้นเท่าใดจำนวนโมเลกุลก็จะยิ่งลอยขึ้นไปในอากาศมากขึ้นเท่านั้น

ในภาชนะเปิด มวลของของเหลวจะค่อยๆ ลดลงเนื่องจากการระเหย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าโมเลกุลของไอระเหยส่วนใหญ่กระจายไปในอากาศโดยไม่กลับสู่ของเหลว (ซึ่งต่างจากสิ่งที่เกิดขึ้นในภาชนะปิด) แต่ส่วนเล็ก ๆ กลับคืนสู่ของเหลวจึงทำให้การระเหยช้าลง ดังนั้นด้วยลมที่พัดพาโมเลกุลไอระเหยไป การระเหยของของเหลวจึงเกิดขึ้นเร็วขึ้น

การใช้สารระเหยในเทคโนโลยี

การระเหยมีบทบาทสำคัญในพลังงาน เครื่องทำความเย็นในกระบวนการทำให้แห้ง การทำความเย็นแบบระเหย ตัวอย่างเช่น ในเทคโนโลยีอวกาศ ยานสืบเชื้อสายถูกปกคลุมด้วยสารระเหยอย่างรวดเร็ว เมื่อผ่านชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ ร่างกายของอุปกรณ์จะร้อนขึ้นเนื่องจากการเสียดสี และสารที่ปกคลุมมันจะเริ่มระเหย การระเหยทำให้ยานอวกาศเย็นลงจึงช่วยประหยัดจากความร้อนสูงเกินไป

การควบแน่น

การควบแน่น(จาก ลท. การควบแน่น- การบดอัด, การทำให้หนาขึ้น) - การเปลี่ยนผ่านของสารจากสถานะก๊าซ (ไอน้ำ) เป็นสถานะของเหลวหรือของแข็ง

เป็นที่ทราบกันว่าเมื่อมีลม ของเหลวจะระเหยเร็วขึ้น ทำไม ความจริงก็คือพร้อมกันกับการระเหยออกจากพื้นผิว ของเหลวไปและการควบแน่น การควบแน่นเกิดขึ้นเนื่องจากส่วนหนึ่งของโมเลกุลของไอระเหยที่เคลื่อนที่แบบสุ่มเหนือของเหลวกลับมาที่ของเหลวอีกครั้ง ลมจะดึงโมเลกุลที่ไหลออกจากของเหลวและไม่ยอมให้กลับคืนมา

การควบแน่นอาจเกิดขึ้นได้เมื่อไอไม่ได้สัมผัสกับของเหลว เป็นการควบแน่นที่อธิบาย ตัวอย่างเช่น การก่อตัวของเมฆ: โมเลกุลของไอน้ำที่ลอยอยู่เหนือพื้นโลกในชั้นบรรยากาศที่เย็นกว่าจะถูกจัดกลุ่มเป็นหยดน้ำเล็กๆ ซึ่งสะสมเป็นเมฆ การควบแน่นของไอน้ำในบรรยากาศทำให้เกิดฝนและน้ำค้าง

ในระหว่างการระเหย ของเหลวจะเย็นตัวลงและเย็นกว่าสิ่งแวดล้อมเริ่มดูดซับพลังงาน ในทางกลับกัน ในระหว่างการควบแน่น ความร้อนจำนวนหนึ่งจะถูกปล่อยเข้าสู่ สิ่งแวดล้อมและอุณหภูมิจะสูงขึ้นเล็กน้อย ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการควบแน่นของมวลหน่วยเท่ากับความร้อนของการระเหย