Cosa determina il tasso di evaporazione del liquido? Fattori che influenzano il processo

Tutti sappiamo bene dall'infanzia un fatto di vita serio. Per raffreddare il tè caldo, è necessario versarlo in un piattino freddo e continuare a soffiare sulla sua superficie per lungo tempo. Quando sei sei o sette anni, non pensare davvero alle leggi della fisica, basta prenderle come una data o, fisicamente, prenderle per un assioma. Tuttavia, comprendendo nel tempo la scienza, troviamo interessanti somiglianze tra assiomi e prove successive, traducendo in modo agevole le ipotesi dei nostri figli in teoremi adulti. È lo stesso con il tè caldo. Nessuno di noi avrebbe potuto pensare che un tale metodo di raffreddamento fosse direttamente correlato all'evaporazione del liquido.

La fisica del processo

Per rispondere alla domanda su come dipende il tasso di evaporazione di un liquido, è necessario comprendere la fisica del processo. L'evaporazione è il processo di una transizione di fase di materia dallo stato aggregato liquido allo stato gassoso. Qualsiasi sostanza liquida, compresa la sostanza molto viscosa, può evaporare. In apparenza, non si può dire che un liquido simile alla gelatina possa perdere parte della sua massa a causa dell'evaporazione, ma in determinate condizioni questo è esattamente ciò che accade. Un corpo solido può anche evaporare, solo un tale processo è chiamato sublimazione.

Come funziona

Avendo cominciato a capire che dipende il tasso di evaporazione di un liquido, si dovrebbe partire dal fatto che si tratta di un processo endotermico, cioè un processo che avviene con l'assorbimento del calore. Il calore della transizione di fase (calore di evaporazione) trasferisce energia alle molecole della materia, aumentando la loro velocità e aumentando la probabilità del loro distacco, indebolendo le forze di adesione molecolare. Lasciando la maggior parte della sostanza, le molecole più veloci esplodono oltre i suoi confini e la sostanza perde la sua massa. In questo caso, le molecole emesse del liquido effervescono istantaneamente, eseguendo il processo di transizione di fase sul distacco e la loro resa è già nello stato gassoso.

applicazione

Comprendere le ragioni del tasso di evaporazione del liquido è possibile regolare correttamente i processi tecnologici che avvengono sulla loro base. Ad esempio, l'operazione del condizionatore d'aria, nello scambiatore di calore-evaporatore di cui bolle il refrigerante, prendere calore dalla stanza raffreddata o acqua bollente nei tubi della caldaia industriale, il cui calore è trasferito alle necessità di riscaldamento e acqua calda. La consapevolezza delle condizioni in cui dipende il tasso di evaporazione del liquido consente di progettare e produrre attrezzature moderne e tecnologiche di dimensioni compatte e con un incremento del coefficiente di trasferimento di calore.

temperatura

Lo stato aggregato liquido è estremamente instabile. Con il nostro terreno n. y. (Il concetto di "condizioni normali", cioè adatto alla vita umana), tende periodicamente ad andare in una fase solida o gassosa. Come succede? Cosa determina il tasso di evaporazione del liquido?

Il criterio primario è, naturalmente, la temperatura. Più forte riscaldiamo il liquido, più energia che portiamo alle molecole della materia, i legami più molecolari che interrompeamo, più veloce il processo di transizione di fase. L'apoteosi è ottenuta con bolle stabili di bolla. L'acqua bolle a 100 ° C a pressione atmosferica. La superficie di una pentola o, ad esempio, un bollitore, in cui bolle, solo a prima vista è perfettamente liscia. Con un aumento multiplo dell'immagine, vedremo cime nitide, come in montagna. Il calore viene applicato puntualmente su ciascuno di questi picchi, e a causa della piccola superficie di scambio termico, l'acqua si infiamma istantaneamente, formando una bolla d'aria che sale alla superficie, dove si crolla. Ecco perché questa bollitura è chiamata bolla. Il tasso di evaporazione dell'acqua è quindi massimo.

la pressione

Il secondo parametro importante, sulla quale dipende il tasso di evaporazione del liquido, è la pressione. Quando la pressione scende sotto l'atmosfera, l'acqua comincia a bollire a temperature più basse. Questo principio si basa sull'opera delle famose cotture a pressione – vaschette speciali, dove l'aria è stata pompata e l'acqua sta bollendo già a 70-80 ° C. Aumentando la pressione, invece, aumenta il punto di ebollizione. Questa proprietà utile viene utilizzata quando fornisce acqua surriscaldata dal CHPP al TSC e ITP, dove mantenere il potenziale del calore trasferito, l'acqua viene riscaldata a temperature di 150-180 gradi quando è necessario escludere la possibilità di effervescenza nei tubi.

Altri fattori

La sabbiatura intensiva della superficie di un liquido con una temperatura superiore alla temperatura del getto d'aria è un altro fattore su cui dipende il tasso di evaporazione del liquido. Esempi di questo possono essere presi dalla vita quotidiana. Vento che soffia la superficie del lago o l'esempio da cui abbiamo iniziato la storia: soffiando il tè caldo, versato in un piattino. Si raffredda a causa del fatto che, rompendo la massa della sostanza, le molecole prendono parte dell'energia con loro, raffreddandola. Qui puoi vedere anche l'effetto della superficie. Il piattino è più largo di una tazza, quindi con la sua quadratura potenzialmente una maggiore quantità di acqua può sfuggire.

Il tasso di evaporazione è influenzato anche dal tipo di liquido stesso: alcuni liquidi evaporano più velocemente, altri invece sono più lenti. Un'influenza importante sul processo di evaporazione è esercitata dallo stato dell'aria circostante. Ad un alto contenuto di umidità assoluta (aria molto umida, ad esempio, vicino al mare) il processo di evaporazione andrà più lento.