12.4: Vypařování a kondenzace

Vypařování

Louže vody ponechaná bez zásahu nakonec zmizí. Molekuly kapaliny uniknou do plynné fáze a stanou se vodní párou. Vypařování je proces, při kterém se kapalina mění na plyn. Vypařování je přeměna kapaliny na její páru pod teplotou varu kapaliny. Pokud je voda místo toho uchovávána v uzavřené nádobě, nemají molekuly vodní páry možnost uniknout do okolí, a tak se hladina vody nemění. Jak se některé molekuly vody stávají párou, stejný počet molekul vodní páry kondenzuje zpět do kapalného stavu. Kondenzace je změna stavu z plynu na kapalinu.

alt
Obrázek \(\PageIndex{2}\): Aby mohla molekula kapaliny uniknout do plynného stavu, musí mít dostatečnou kinetickou energii, aby překonala mezimolekulární přitažlivé síly v kapalině.

Aby mohla molekula kapaliny uniknout do plynného stavu, musí mít dostatečnou kinetickou energii, aby překonala mezimolekulární přitažlivé síly v kapalině. Připomeňme, že v daném vzorku kapaliny se budou nacházet molekuly s velkým rozsahem kinetických energií. Molekuly kapaliny, které mají tuto určitou mezní kinetickou energii, uniknou z povrchu a stanou se párou. V důsledku toho mají zbývající molekuly kapaliny nyní nižší kinetickou energii. Při vypařování se teplota zbývající kapaliny snižuje. Pozorovali jste účinky odpařovacího ochlazování. Za horkého dne absorbují molekuly vody ve vašem potu tělesné teplo a odpařují se z povrchu vaší pokožky. Při odpařování zůstává zbývající pot chladnější a ten zase pohlcuje více tepla z vašeho těla.

Daná kapalina se při zahřátí odpařuje rychleji. Je to proto, že proces zahřívání vede k tomu, že větší část molekul kapaliny má potřebnou kinetickou energii, aby unikla z povrchu kapaliny. Na obrázku níže je znázorněno rozložení kinetické energie molekul kapaliny při dvou teplotách. Počet molekul, které mají potřebnou kinetickou energii k vypařování, je znázorněn ve stínované oblasti pod křivkou vpravo. Kapalina o vyšší teplotě \(\left( T_2 \right)\) má více molekul, které jsou schopny uniknout do fáze páry, než kapalina o nižší teplotě \(\left( T_1 \right)\).

alt
Obrázek \(\PageIndex{3}\): Křivky rozdělení kinetické energie pro kapalinu při dvou teplotách \(T_1\) a \(T_2\). Stínovaná oblast představuje molekuly s dostatečnou kinetickou energií, aby unikly z kapaliny a staly se párou.

Mont Everest v Himálaji na hranicích mezi Čínou a Nepálem je s výškou 29 029 stop \(\left( 8848 \: \text{m} \right)\) nejvyšším bodem na Zemi. Jeho nadmořská výška představuje pro horolezce mnoho praktických problémů. Obsah kyslíku ve vzduchu je mnohem nižší než na úrovni moře, takže je nutné mít s sebou kyslíkové láhve (i když několik horolezců dosáhlo vrcholu bez kyslíku). Jedním z dalších problémů je vaření vody na vaření jídla. Ačkoli na úrovni moře voda vře při teplotě \(100\text{o} \text{C}\), na vrcholu Mount Everestu je bod varu jen asi \(70\text{o} \text{C}\). Tento rozdíl velmi ztěžuje přípravu slušného šálku čaje (což rozhodně frustrovalo některé britské horolezce).

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.