Haihdutus on ... Aineen vaiheensiirron prosessi nestemäisestä tilasta höyryn tilaan

Ympäröivässä maailmassa jatkuvasti ja jatkuvastion olemassa valtava valikoima erilaisia fysikaalisia ilmiöitä ja prosesseja. Yksi tärkeimmistä on haihtumisprosessi. Tätä ilmiötä varten on useita pakollisia ehtoja. Tässä artikkelissa keskustelemme niistä tarkemmin.

Mikä on haihtuminen?

Tämä on prosessi, jolla aineet muunnetaan kaasumaiseksitai höyryn tilasta. Se on ominaista vain nestemäisen koostumuksen aineille. Kuitenkin jotain vastaavaa havaitaan kiinteissä elimissä, vain tätä ilmiötä kutsutaan sublimaatioksi. Tämä näkyy ruumiin tarkasti tarkkailemalla. Esimerkiksi saippuan pala kuivuu ajan myötä ja alkaa halkeilla, koska vesipisarat koostumuksessaan haihtuvat ja menevät kaasumaiseen tilaan H₂O.

Määritelmä fysiikassa

Haihdutus on endoterminen prosessi, jossa faasimuutoksen lämpö on absorboituneen energian lähde. Se sisältää kaksi osaa:

tietty määrä lämpöä, joka on välttämätön vetovoiman molekyylien voimien voittamiseksi, kun kytketyn molekyylien välinen ero on;
lämmittää tarpeen laajeneminen käytön aikana molekyylien muuntaminen nestemäisten aineiden höyryn tai kaasun.

Miten tämä tapahtuu?

Aineen siirtyminen nesteestä kaasumaiseen tilaan voi tapahtua kahdella tavalla:

Haihdutus on prosessi, jossa molekyylit katoavat nestemäisen aineen pinnalta.
Kiehuminen on höyrystymisprosessi nestemäisestä aineesta saattamalla lämpötila kiehuvaan aineeseen.

Huolimatta siitä, että molemmat näistä ilmiöistä muuttuvatnestemäistä ainetta kaasuun, niiden välillä on merkittäviä eroja. Kiehuminen on aktiivinen prosessi, joka tapahtuu vain tietyllä lämpötilalla, kun taas haihtuminen tapahtuu kaikissa olosuhteissa. Toinen ero on se, että keittäminen on ominaista nesteen koko paksuuden suhteen, ja toinen ilmiö esiintyy vain nestemäisten aineiden pinnalla.

Molekyylikineettinen teoria haihtumisesta

Jos tarkastelemme tätä prosessia molekyylitasolla, se tapahtuu seuraavasti:

Nestemäisissä aineissa olevat molekyylit ovatjatkuvat kaoottiset liikkeet, niillä kaikilla on aivan erilaiset nopeudet. Samaan aikaan hiukkaset vetäytyvät toisistaan vetovoiman voimilla. Joka kerta kun ne törmäävät toisiinsa, niiden nopeus muuttuu. Joissakin vaiheissa jotkut kehittävät erittäin nopean, joten voit voittaa vetovoiman voimat.
Nämä elementit, jotka olivat nesteen pinnalla on kineettinen energia, joka voi voittaa molekyylien sidoksia ja jättämään neste.
Nämä erittäin nopeat molekyylit päästävät nestemäisen aineen pinnalta ja tämä prosessi tapahtuu jatkuvasti ja jatkuvasti.
Kerran ilmassa ne muuttuvat höyryksi - sitä kutsutaan höyryksi.
Tämän seurauksena keskimääräinen kineettinen energiajäljellä olevat hiukkaset muuttuvat yhä pienemmiksi. Tämä selittää nesteen jäähdytyksen. Muista, miten lapsuudessa opetettiin puhjeta kuumalla nesteellä, jotta se pian jäähtyy. Tuloksena on, että kiihdytimme veden haihtumisprosessia ja lämpötilan lasku tapahtui paljon nopeammin.

Millä tekijöillä tämä riippuu?

Tarvitaan monia ehtojatämän prosessin esiintyminen. Se tapahtuu kaikkialla, jossa on hiukkasia vettä: se on järviä, meriä, jokia, märkiä esineitä, eläinten ja ihmisten ruumiiden kattoja sekä kasvien lehtiä. Voidaan päätellä, että haihtuminen on erittäin merkittävä ja välttämätön prosessi ympäröivälle maailmalle ja kaikille eläville olentoille.

Tässä ovat tekijät, jotka vaikuttavat tähän ilmiöön:

Haihtumisnopeus riippuu koostumuksestaitse nestettä. Tiedetään, että kaikilla niillä on omat ominaisuutensa. Esimerkiksi sellaiset aineet, joissa höyrystymislämpö on pienempiä, muuttuvat nopeammin. Vertaamme kahta prosessia: alkoholin ja tavallisen veden haihduttaminen. Ensimmäisessä tapauksessa siirtyminen kaasumaiseen tilaan tapahtuu nopeammin, koska höyrystys- ja kondensaatiolämpö alkoholissa on 837 kJ / kg, kun taas vedessä se on lähes kolme kertaa enemmän - 2260 kJ / kg.
Nopeus riippuu myös alkulämpötilastaneste: sitä enemmän se tuottaa nopeamman höyryn. Esimerkiksi, ota lasi vettä, kun astian sisällä on kiehuvaa vettä, höyryn muodostuminen tapahtuu paljon suuremmalla nopeudella kuin silloin, kun veden lämpötila on alhaisempi.
Toinen tekijä, joka määrittää tämän prosessin virtausnopeuden, on nesteen pinta-ala. Muista, että suuri läpimitaltaan kuuma keitto lautasella jäähtyy nopeammin kuin pieni lautanen.
Aineiden jakautumisnopeus ilmassaympäristö määräytyy myös suurelta osin haihtumisnopeuden mukaan, ts. mitä nopeammin diffuusio tapahtuu, sitä nopeammin höyrystyminen tapahtuu. Esimerkiksi voimakkaissa tuulissa vesipisarat haihtuvat nopeammin järvien, jokien ja säiliöiden pinnalta.
Huoneen ilman lämpötila on myös tärkeässä asemassa. Lisää tästä, puhumme alla.

Mikä on ilmankosteuden rooli?

Koska haihtumisprosessi tapahtuu kaikkialla jatkuvasti ja jatkuvasti, ilmassa on aina hiukkasia vettä. Molekyylimuodossa ne näyttävät elementtien H ryhmältä₂O. Nesteet voivat haihtua riippuen vesihöyryn tilavuudesta ilmakehässä, tätä kerrointa kutsutaan ilman kosteudeksi. Se voi olla kahta tyyppiä:

Suhteellinen kosteus on suhdevesihöyryn määrä ilmassa kylläisen höyryn tiheyteen samalla lämpötilalla kuin prosenttiosuus. Esimerkiksi 100%: n ilmaisin osoittaa, että ilmakehä on täysin tyydyttynyt H-molekyyleillä₂O.
Absoluuttinen arvo on vesihöyryn tiheys ilmassa, merkitään kirjaimella f ja osoittaa, kuinka paljon vesimolekyylejä on 1 m³ ilmaa.

Havahtumisprosessin ja kosteuden välinen suhdevoidaan määritellä seuraavasti. Mitä pienempi on ilman suhteellinen kosteus, sitä nopeampi haihtuminen maan pinnasta ja muista esineistä tapahtuu.

Eri aineiden haihtuminen

Eri aineilla on tämä prosessieri tavoin. Esimerkiksi alkoholin haihtuminen tapahtuu nopeammin kuin monissa nesteissä sen alhaisen höyrystymislämpötilan vuoksi. Usein tällaisia nestemäisiä aineita kutsutaan haihtuviksi, koska vesihöyry kirjaimellisesti haihtuu niistä käytännöllisesti katsoen missä tahansa lämpötilassa.

Alkoholi voi haihtua jopa huoneenlämmössälämpötila. Viinin tai vodkan valmistuksessa alkoholi poistetaan keittolaitteiston läpi vain kiehumispisteeseen saakka, se on suunnilleen yhtä suuri kuin 78 astetta. Alkoholin todellinen höyrystymislämpötila on kuitenkin hieman suurempi, koska alkuperäisessä tuotteessa (esim. Höyry) se on yhdisteitä, joissa on erilaisia aromaattisia öljyjä ja vettä.

Kondensaatio ja sublimaatio

Seuraavaa ilmiötä voidaan havaita joka kerta,kun vesi kiehuu vedenkeittimessä. Huomaa, että kiehumisen aikana vesi siirtyy nestetilasta kaasumaiseen tilaan. Näin tapahtuu näin: vesihöyryn kuumahiukkaset lentävät kattilasta suurella nopeudella suukappaleen kautta. Samanaikaisesti muodostettua höyryä ei näy juuri putken ulostulossa, vaan pienellä etäisyydellä siitä. Tätä prosessia kutsutaan kondensaatioksi, ts. Vesihöyry tiivistyy siinä määrin, että se näkyy silmillämme.

Kiintoaineen haihduttamista kutsutaan sublimaatioksi. Tällöin ne siirtyvät kokonaistilasta kaasumaiseen tilaan ohittamalla nestefaasi. Tunnetuin sublimaatio tapaus liittyy jääkiteisiin. Alkuperäisessä muodossaan jää on kiinteä yli 0: n lämpötilassa° se alkaa sulaa, nestemäistä tilaa. Kuitenkin joissakin tapauksissa, negatiivisissa lämpötiloissa, jäätä ohjataan höyrymäiseen muotoon ohittamalla nestefaasi.

Haihtumisen vaikutus ihmiskehoon

Koska haihtuminen kehomme tapahtuulämmönsäätely. Tämä prosessi tapahtuu itsejäähdytysjärjestelmän kautta. Kuuma, sultry päivä, henkilö, joka harjoittaa tiettyä fyysistä työtä tulee erittäin kuuma. Tämä tarkoittaa, että se lisää sisäistä energiaa. Ja kuten tiedätte, yli 42 asteen lämpötilassa henkilön veressä oleva proteiini alkaa jyrätä, jos et pysäytä tätä prosessia ajoissa, se johtaa kuolemaan.

Itsejäähdytysjärjestelmä on järjestetty juuri näinnormaalin käyttöiän lämpötilan säätämiseksi. Kun lämpötila tulee suurin sallittu, aktiivinen hikoilu alkaa ihon huokosten kautta. Ja sitten ihon pinnasta tapahtuu höyrystyminen, joka imee ylimääräisen ruumiin energian. Toisin sanoen, haihtuminen on prosessi, joka auttaa jäähdyttämään kehon normaaliin tilaan. </ span </ p>