Паротворення і конденсація

Паротворення – це перехід рідини в газоподібний стан (у пар). Існує два способи паротворення: випаровування і кипіння.

Випаровуванням називається пароутворення, яке відбувається при будь-якій температурі з вільної поверхні рідини. Як ви пам’ятаєте з розділу «Насичений пар», причиною випаровування є виліт з рідини найбільш швидких молекул, які здатні подолати сили міжмолекулярної тяжіння. Ці молекули і утворюють пар над поверхнею рідини.

Різні рідини випаровуються з різними швидкостями: чим більше сили тяжіння молекул один до одного – тим менше число молекул в одиницю часу виявляться в змозі їх подолати і вилетіти назовні, і тим менше швидкість випаровування. Швидко випаровуються ефір, ацетон, спирт (їх іноді називають летючими рідинами), повільніше – вода, набагато повільніше води випаровуються масло і ртуть.

Швидкість випаровування із підвищенням температури (у спеку білизна висохне швидше), оскільки збільшується середня кінетична енергія молекул рідини, і тим самим зростає число швидких молекул, здатних покинути її межі.

Швидкість випаровування залежить від площі поверхні рідини: чим більше площа, тим більше число молекул отримують доступ до поверхні, і випаровування йде швидше (ось чому при розвішуванні білизни його ретельно розправляють).

Одночасно з випаровуванням спостерігається і зворотний процес: молекули пари, здійснюючи безладний рух над поверхнею рідини, частково повертаються назад у рідину. Перетворення пари в рідину називається конденсацією.

Конденсація уповільнює випаровування рідини. Так, в сухому повітрі білизна висохне швидше, ніж у вологому. Швидше воно висохне і на вітрі: пар зноситься вітром, і випаровування йде більш інтенсивно.

У деяких ситуаціях швидкість конденсації може виявитися рівною швидкості випаровування. Тоді обидва процеси компенсують один одного і настає динамічна рівновага: з щільно закупореній пляшки рідина не випаровується роками, а над поверхнею рідини в цьому випадку знаходиться насичений пар.

Конденсацію водяної пари в атмосфері ми постійно спостерігаємо у вигляді хмар, дощів і випадає вранці роси; саме випаровування і конденсація забезпечують кругообіг води в природі, підтримуючи життя на Землі.

Оскільки випаровування – це відхід з рідини найшвидших молекул, в процесі випаровування середня кінетична енергія молекул рідини зменшується, т. Е. Рідина остигає. Вам добре знайоме відчуття прохолоди і деколи навіть зябкости (особливо при вітрі), коли виходиш з води: вода, випаровуючись по всій поверхні тіла, забирає тепло, вітер само прискорює процес випаровування.

Ту ж прохолоду можна відчути, якщо провести по руці шматочком вати, змоченим у летучому розчиннику (скажімо, в ацетоні або рідини для зняття лаку). У сорокаградусну спеку завдяки посиленому випаровуванню вологи через пори нашого тіла ми зберігаємо свою температуру на рівні нормальної; якби не було цього терморегулюючого механізму, в таку спеку ми б попросту загинули.

Навпаки, в процесі конденсації рідина нагрівається: молекули пари при поверненні в рідину розганяються силами тяжіння з боку знаходяться поблизу молекул рідини, в результаті чого середня кінетична енергія молекул рідини збільшується (порівняйте це явище з виділенням енергії при кристалізації розплаву!).

Посилання на основну публікацію