12.4: Parowanie i kondensacja

Parowanie

Kałuża wody pozostawiona bez zakłóceń w końcu znika. Cząsteczki cieczy przechodzą do fazy gazowej, stając się parą wodną. Parowanie jest procesem, w którym ciecz jest przekształcana w gaz. Odparowanie to przemiana cieczy w jej parę poniżej temperatury wrzenia cieczy. Jeśli zamiast tego woda jest przechowywana w zamkniętym pojemniku, cząsteczki pary wodnej nie mają szansy uciec do otoczenia i dlatego poziom wody nie zmienia się. Ponieważ niektóre cząsteczki wody stają się parą, taka sama liczba cząsteczek pary wodnej skrapla się z powrotem do stanu ciekłego. Kondensacja to zmiana stanu skupienia z gazowego na ciekły.

alt
Rysunek ¨(¨PageIndex{2}}): Parowanie (A) i kondensacja (B).

Aby cząsteczka cieczy mogła przejść w stan gazowy, musi mieć wystarczającą energię kinetyczną, aby pokonać międzycząsteczkowe siły przyciągania w cieczy. Przypomnijmy, że dana próbka cieczy będzie zawierać cząsteczki o szerokim zakresie energii kinetycznych. Cząsteczki cieczy, które mają pewną progową energię kinetyczną, uciekają z powierzchni i stają się parą. W rezultacie, cząsteczki cieczy, które pozostają, mają teraz niższą energię kinetyczną. W miarę odparowywania temperatura pozostałej cieczy spada. Zaobserwowałeś efekty chłodzenia wyparnego. W gorący dzień cząsteczki wody zawarte w pocie pochłaniają ciepło ciała i odparowują z powierzchni skóry. Proces parowania pozostawia pozostały pot chłodniejszy, który z kolei pochłania więcej ciepła z twojego ciała.

Dana ciecz będzie parować szybciej, gdy jest podgrzewana. Dzieje się tak, ponieważ proces ogrzewania powoduje, że większa część cząsteczek cieczy ma niezbędną energię kinetyczną, aby uciec z powierzchni cieczy. Poniższy rysunek przedstawia rozkład energii kinetycznej cząsteczek cieczy w dwóch temperaturach. Liczby cząsteczek, które mają wymaganą energię kinetyczną do odparowania są pokazane w zacienionym obszarze pod krzywą po prawej stronie. Ciecz o wyższej temperaturze \(\left( T_2 \right)\) ma więcej cząsteczek, które są w stanie uciec do fazy pary niż ciecz o niższej temperaturze \(\left( T_1 \right)\).

alt
Rysunek \(\PageIndex{3}}: Krzywe rozkładu energii kinetycznej dla cieczy w dwóch temperaturach \(T_1\) i \(T_2\). Obszar zacieniony reprezentuje cząsteczki o energii kinetycznej wystarczającej do ucieczki z cieczy i przekształcenia się w parę.

Na wysokości 29 029 stóp (8848 m), Mount Everest w Himalajach na granicy Chin i Nepalu jest najwyższym punktem na Ziemi. Jego wysokość stwarza wiele praktycznych problemów dla wspinaczy. Zawartość tlenu w powietrzu jest znacznie niższa niż na poziomie morza, co sprawia, że konieczne jest zabranie ze sobą butli z tlenem (choć kilku wspinaczy dotarło na szczyt bez tlenu). Innym problemem jest zagotowanie wody do gotowania posiłków. Chociaż woda wrze w temperaturze 100°C na poziomie morza, temperatura wrzenia na szczycie Mount Everestu wynosi tylko około 70°C. Ta różnica sprawia, że bardzo trudno jest uzyskać temperaturę wrzenia wody. Ta różnica sprawia, że bardzo trudno jest uzyskać przyzwoitą filiżankę herbaty (co z pewnością sfrustrowało niektórych brytyjskich wspinaczy).

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.