Sa mundong nakapaligid sa atin, maraming iba't ibang pisikal na phenomena at proseso ang patuloy at patuloy na nangyayari. Ang isa sa pinakamahalaga ay ang proseso ng pagsingaw. Mayroong ilang mga kinakailangan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. Sa artikulong ito, susuriin namin ang bawat isa sa kanila nang mas detalyado.
Ano ang evaporation?
Ito ang proseso ng pag-convert ng mga substance sa isang gas o singaw na estado. Ito ay tipikal lamang para sa mga sangkap na may pare-parehong likido. Gayunpaman, ang isang bagay na katulad ay sinusunod sa mga solido, tanging ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na sublimation. Ito ay makikita sa maingat na pagmamasid sa mga katawan. Halimbawa, ang isang bar ng sabon ay natutuyo sa paglipas ng panahon at nagsisimulang pumutok, ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga patak ng tubig sa komposisyon nito ay sumingaw at napupunta sa isang gas na estado H2O.
Kahulugan sa physics
Ang evaporation ay isang endothermic na proseso kung saan ang pinagmumulan ng absorbed energy ay ang init ng phase transition. May kasama itong dalawang bahagi:
- isang tiyak na dami ng init na kailangan upang madaig ang mga molekular na puwersa ng pagkahumaling kapag may hiwa sa pagitan ng mga konektadong molekula;
- init na kailangan para sa pagpapalawak ng mga molekula sa proseso ng pag-convert ng mga likidong substance sa singaw o gas.
Paano ito nangyayari?
Ang paglipat ng isang substance mula sa isang likidong estado patungo sa isang gas na estado ay maaaring mangyari sa dalawang paraan:
- Ang evaporation ay isang proseso kung saan ang mga molekula ay tumatakas mula sa ibabaw ng isang likidong substance.
- Ang pagkulo ay ang proseso ng pagsingaw mula sa isang likido sa pamamagitan ng pagdadala ng temperatura sa tiyak na init ng pagkulo ng isang substance.
Sa kabila ng katotohanan na ang parehong mga phenomena na ito ay nagbabago ng isang likidong substansiya sa isang gas, may mga makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito. Ang pagkulo ay isang aktibong proseso na nangyayari lamang sa isang tiyak na temperatura, habang ang pagsingaw ay nangyayari sa ilalim ng anumang mga kondisyon. Ang isa pang pagkakaiba ay ang pagkulo ay katangian ng buong kapal ng likido, habang ang pangalawang phenomenon ay nangyayari lamang sa ibabaw ng mga likidong substance.
Molecular Kinetic Theory of Evaporation
Kung isasaalang-alang namin ang prosesong ito sa antas ng molekular, mangyayari ito bilang mga sumusunod:
- Ang mga molekula sa mga likidong sangkap ay nasa patuloy na magulong paggalaw, lahat sila ay may ganap na magkakaibang bilis. Samantala, ang mga particle ay naaakit sa isa't isa dahil sa mga puwersa ng pagkahumaling. Sa tuwing magkakabangga sila, nagbabago ang kanilang bilis. Sa ilang mga punto, ang ilan ay nagkakaroon ng napakabilis na bilis, na nagpapahintulot sa kanila na madaig ang mga puwersa ng grabidad.
- Ang mga elementong ito, na lumitaw sa ibabaw ng likido, ay mayroong kinetic energy na kaya nilang malampasanintermolecular bond at iwanan ang likido.
- Ito ang pinakamabilis na molecule na lumilipad palabas mula sa ibabaw ng isang likidong substance, at ang prosesong ito ay patuloy at tuluy-tuloy na nagaganap.
- Kapag nasa himpapawid, sila ay nagiging singaw - ito ay tinatawag na vaporization.
- Bilang resulta nito, ang average na kinetic energy ng natitirang mga particle ay nagiging mas maliit at mas maliit. Ipinapaliwanag nito ang paglamig ng likido. Alalahanin kung paano sa pagkabata tayo ay tinuruan na humihip sa isang mainit na likido upang mas mabilis itong lumamig. Lumalabas na pinabilis namin ang proseso ng pagsingaw ng tubig, at mas mabilis na bumaba ang temperatura.
Anong mga salik ang nakasalalay dito?
Maraming kundisyon na kinakailangan para mangyari ang prosesong ito. Nagmumula ito sa lahat ng dako kung saan naroroon ang mga partikulo ng tubig: ito ay mga lawa, dagat, ilog, lahat ng basang bagay, ang mga takip ng katawan ng mga hayop at tao, pati na rin ang mga dahon ng halaman. Mahihinuha na ang evaporation ay isang napaka makabuluhan at kailangang-kailangan na proseso para sa nakapaligid na mundo at lahat ng nabubuhay na nilalang.
Narito ang mga salik na nakakaimpluwensya sa hindi pangkaraniwang bagay na ito:
- Ang rate ng evaporation ay direktang nakasalalay sa komposisyon ng likido mismo. Ito ay kilala na ang bawat isa sa kanila ay may sariling mga katangian. Halimbawa, ang mga sangkap na kung saan ang init ng singaw ay mas mababa ay mako-convert nang mas mabilis. Paghambingin natin ang dalawang proseso: pagsingaw ng alkohol at ordinaryong tubig. Sa unang kaso, ang conversion sa isang gaseous state ay nangyayari nang mas mabilis, dahil ang tiyak na init ng vaporization at condensation para sa alkohol ay 837 kJ / kg, at para sa tubig halos tatlong beseshigit pa - 2260 kJ/kg.
- Nakadepende rin ang bilis sa paunang temperatura ng likido: kung mas mataas ito, mas mabilis na nabuo ang singaw. Bilang halimbawa, kumuha tayo ng isang basong tubig, kapag may kumukulong tubig sa loob ng sisidlan, ang vaporization ay nangyayari sa mas mataas na rate kaysa kapag ang temperatura ng tubig ay mas mababa.
- Ang isa pang salik na tumutukoy sa bilis ng prosesong ito ay ang surface area ng likido. Tandaan na ang mainit na sopas ay mas mabilis lumamig sa isang malaking diameter na mangkok kaysa sa isang maliit na platito.
- Ang rate ng pamamahagi ng mga substance sa hangin ay higit na tumutukoy sa rate ng evaporation, ibig sabihin, ang mas mabilis na diffusion ay nangyayari, ang mas mabilis na vaporization ay nangyayari. Halimbawa, sa malakas na hangin, mas mabilis na sumingaw ang mga patak ng tubig mula sa ibabaw ng mga lawa, ilog, at mga imbakan ng tubig.
- May mahalagang papel din ang temperatura ng hangin sa silid. Pag-uusapan pa natin ito sa ibaba.
Ano ang papel ng halumigmig ng hangin?
Dahil sa katotohanan na ang proseso ng pagsingaw ay nangyayari mula sa lahat ng dako nang tuluy-tuloy at patuloy, palaging may mga particle ng tubig sa hangin. Sa anyong molekular, ang hitsura nila ay isang pangkat ng mga elemento H2O. Ang mga likido ay maaaring sumingaw depende sa dami ng singaw ng tubig sa atmospera, ang koepisyent na ito ay tinatawag na air humidity. Ito ay may dalawang uri:
- Ang relatibong halumigmig ay ang ratio ng dami ng singaw ng tubig sa hangin sa density ng saturated vapor sa parehong temperatura bilang isang porsyento. Halimbawa, ang markang 100% ay nagpapahiwatigna ang atmospera ay ganap na puspos ng mga molekula ng H2O.
- Ang absolute ay nagpapakilala sa density ng singaw ng tubig sa hangin, na tinutukoy ng letrang f at nagpapakita kung gaano karaming mga molekula ng tubig ang nasa 1m3 hangin.
Ang koneksyon sa pagitan ng proseso ng evaporation at air humidity ay maaaring matukoy tulad ng sumusunod. Kung mas mababa ang relatibong halumigmig ng hangin, mas mabilis na magaganap ang pagsingaw mula sa ibabaw ng lupa at iba pang mga bagay.
Pagsingaw ng iba't ibang substance
Sa iba't ibang substance, iba ang nagpapatuloy ng prosesong ito. Halimbawa, ang alkohol ay sumingaw nang mas mabilis kaysa sa maraming likido dahil sa mababang tiyak na init ng singaw nito. Kadalasan ang mga likidong substance ay tinatawag na pabagu-bago ng isip, dahil ang singaw ng tubig ay literal na sumingaw mula sa kanila sa halos anumang temperatura.
Ang alkohol ay maaari ding mag-evaporate kahit na sa temperatura ng silid. Sa proseso ng paghahanda ng alak o vodka, ang alkohol ay hinihimok sa pamamagitan ng moonshine, umabot lamang sa punto ng kumukulo, na humigit-kumulang katumbas ng 78 degrees. Gayunpaman, ang aktwal na temperatura ng pagsingaw ng alkohol ay bahagyang mas mataas, dahil sa orihinal na produkto (halimbawa, mash) ito ay kumbinasyon ng iba't ibang aromatic na langis at tubig.
Condensation at sublimation
Maaaring maobserbahan ang sumusunod na phenomenon sa tuwing kumukulo ang tubig sa takure. Tandaan na kapag ang tubig ay kumukulo, ito ay nagbabago mula sa isang likidong estado sa isang gas na estado. Nangyayari ito sa ganitong paraan: isang mainit na jet ng singaw ng tubig na maylilipad palabas ng takure sa pamamagitan ng spout nito nang napakabilis. Sa kasong ito, ang nabuo na singaw ay hindi nakikita nang direkta sa exit mula sa spout, ngunit sa isang maikling distansya mula dito. Ang prosesong ito ay tinatawag na condensation, ibig sabihin, ang singaw ng tubig ay lumapot hanggang sa isang lawak na ito ay nakikita ng ating mga mata.
Ang pagsingaw ng isang solid ay tinatawag na sublimation. Kasabay nito, pumasa sila mula sa estado ng pagsasama-sama hanggang sa estado ng gas, na lumalampas sa yugto ng likido. Ang pinakatanyag na kaso ng sublimation ay nauugnay sa mga kristal ng yelo. Sa orihinal nitong anyo, ang yelo ay isang solido; sa mga temperaturang higit sa 0°C, nagsisimula itong matunaw, na nagiging likido. Gayunpaman, sa ilang mga kaso, sa mga negatibong temperatura, ang yelo ay pumapasok sa isang anyo ng singaw, na lumalampas sa likidong bahagi.
Epekto ng evaporation sa katawan ng tao
Salamat sa evaporation, nangyayari ang thermoregulation sa ating katawan. Ang prosesong ito ay nagaganap sa pamamagitan ng isang self-cooling system. Sa isang mainit na mainit na araw, ang isang tao na nakikibahagi sa ilang pisikal na paggawa ay nagiging sobrang init. Nangangahulugan ito na pinapataas nito ang panloob na enerhiya. At tulad ng alam mo, sa mga temperatura na higit sa 42 ° ang protina sa dugo ng tao ay nagsisimulang mag-coagulate, kung ang prosesong ito ay hindi hihinto sa oras, ito ay hahantong sa kamatayan.
Ang self-cooling system ay idinisenyo sa paraang i-regulate ang temperatura para sa normal na buhay. Kapag ang temperatura ay naging pinakamataas na pinapayagan, ang aktibong pagpapawis ay nagsisimula sa pamamagitan ng mga pores sa balat. At pagkatapos ay mula sa ibabaw ng balat ay nangyayaripagsingaw, na sumisipsip ng labis na enerhiya ng katawan. Sa madaling salita, ang evaporation ay isang proseso na nakakatulong sa paglamig ng katawan sa normal na estado.
