蒸発は...液体状態から蒸気状態への物質の相転移過程

私たちの周りの世界では、絶え間なく継続的にさまざまな物理現象やプロセスが存在します。重要なことの1つは蒸発のプロセスです。この現象にはいくつかの必須条件があります。この記事では、それぞれについてより詳しく説明します。

蒸発とは何ですか？

これは物質を気体状に変換するプロセスですまたは蒸気状態。これは、液体のみ一貫性物質の特徴です。しかし、似たような物が固体で観察されたが、この現象は、昇華と呼ばれています。これは、体の注意深い観察によって見ることができます。例えば、経時的な石鹸のバーは、その組成物中の水の液滴が蒸発し、H気体になるので、それは、乾燥クラックを開始します₂O.

物理学における定義

蒸発は、相転移の熱が吸収されたエネルギーの源である吸熱プロセスである。これには2つのコンポーネントが含まれます。

結合した分子の間に隙間がある場合に、分子誘引力を克服するのに必要な一定量の熱;
液体物質の蒸気または気体への変換過程における分子の膨張の仕事に必要な熱。

これはどうやって起こるのですか？

液体から気体状態への物質の移行は、2つの方法で起こり得る：

蒸発は、分子が液状物質の表面から消失するプロセスである。
沸騰は、物質を沸騰させる比熱に温度を引き上げることによって液体から気化するプロセスである。

これらの現象の両方が変わるという事実にもかかわらずガス中に液体物質が含まれている場合、それらの間には大きな違いがあります。沸騰は、特定の温度でのみ起こる能動的プロセスであるが、蒸発はいかなる条件下でも起こる。別の違いは、沸騰は液体の厚さ全体の特徴であり、第2の現象は液体物質の表面にのみ生じることである。

蒸発の分子運動論

このプロセスを分子レベルで考えると、次のようになります。

液体物質中の分子は、一定のカオス的な動き、彼らはすべて全く異なるスピードを持っています。一方、粒子は引力によって引き寄せられる。彼らがお互いに衝突するたびに、スピードが変わります。ある時点では、非常に高速なものもあり、魅力を克服することができます。
液体の表面に現れるこれらの元素は、分子間結合を克服し液体を残すことができるような運動エネルギーを有する。
液体物質の表面から逃げるのはこれらの非常に速い分子であり、このプロセスは連続的かつ連続的に起こる。
一度空中に入ると蒸気に変わり、蒸気と呼ばれます。
結果として、平均運動エネルギー残りの粒子はますます少なくなる。これは、液体の冷却を説明する。幼少時代、私たちは熱い液体を吹き飛ばすように教えられたので、すぐに冷やされるようになったことを覚えています。私たちは水の蒸発プロセスを加速し、温度低下はずっと速く起こったことが判明しました。

どのような要因が依存していますか？

多くの条件が必要ですこのプロセスの発生。それは湖、海、川、すべての濡れた物、動物や人の身体の覆い、植物の葉です。周囲の世界や生き物にとって蒸発は非常に重要かつ不可欠なプロセスであると結論づけることができます。

この現象に影響する要因は次のとおりです。

蒸発速度は組成に依存する液体そのもの。それぞれに独自の特徴があることが知られています。例えば、気化熱が低い物質はより速く変換される。アルコールと通常の水の蒸発という2つのプロセスを比較してみましょう。第1のケースでは、アルコール中の蒸発および凝縮の比熱は837kJ / kgであり、水中では2260kJ / kgのほぼ3倍であるため、気体状態への変換はより迅速に行われる。
速度は初期温度にも依存する液体：より速い蒸気が生成されます。一例として、水を一杯飲むと、容器の中に沸騰した水があると、水の温度が低いときよりもはるかに高い水蒸気の生成が起こります。
このプロセスの流量を決定するもう1つの要素は、液体の表面積である。大きな直径のホットスープのプレートでは、小さなソーサーよりも速く冷やすことを忘れないでください。
空気中の物質の分布速度蒸発速度によっても大きく決定される。すなわち、拡散が速くなるほど、蒸発が早く起こる。たとえば、強い風では、水滴は湖、川、貯水池の表面から速く蒸発します。
室内の空気温度も重要な役割を果たします。これについてもっと詳しくは、以下で説明します。

空気湿度の役割は何ですか？

蒸発プロセスはどこからでも連続的かつ連続的に起こるため、空気中に常に水の粒子が存在する。分子形態では、それらは元素Hの群のように見える₂液体は大気中の水蒸気の量に応じて蒸発することができ、この係数は空気湿度と呼ばれます。 2つのタイプがあります。

相対湿度は、パーセンテージと同じ温度における飽和蒸気密度に対する空気中の水蒸気の量。例えば、100％の速度は、雰囲気が完全にHの分子で飽和されていることを示し₂O.
絶対値は空気中の水蒸気の密度を表し、文字fで示され、水分子が1mにどれだけ含まれているかを示します³ 空気。

蒸発と湿度の関係以下のように定義することができる。空気の相対湿度が低いほど、地表や他の物体からの蒸発が速くなります。

各種物質の蒸発

異なる物質がこのプロセスを有する異なる方法で例えば、アルコールの蒸発は、蒸発の比熱が低いため、多くの液体よりも速く起こる。多くの場合、このような液体物質は揮発性と呼ばれます。なぜなら、水蒸気は実際にはどんな温度でも実際に揮発するからです。

アルコールも室温でも蒸発することがあります温度。ワインまたはウォッカを調理する過程で、アルコールは醸造装置を通して排出され、沸点に達するだけで約78度に等しい。しかしながら、アルコールの蒸発の実際の温度は、最初の生成物（例えば、ブラッグ）においては、様々な芳香族油および水との化合物であるので、わずかに大きいであろう。

凝縮と昇華

次の現象は毎回観察することができますが、水が釜の中で沸騰するとき。沸騰すると、水が液体状態から気体状態に移行することに留意されたい。これは、このようにして起こります。水蒸気のホットジェットが、注ぎ口から高速でケトルから飛びます。同時に、形成された蒸気は注ぎ口の出口ではなく、そこから少し離れて見えます。このプロセスは凝縮と呼ばれ、水蒸気が凝縮して目に見えるようになる。

固体の蒸発は昇華と呼ばれる。この場合、それらは、液状ステージをバイパスして、凝集状態から気体状態に移行する。昇華の最も有名な事例は氷晶と関連している。元の形では、氷は0より高い温度で固体である°液体状態で溶け始めます。しかし、場合によっては、負の温度では、氷は液相をバイパスして蒸気状になる。

人体への蒸発の影響

体内の蒸発が原因で体温調節。このプロセスは、自己冷却システムを介して行われる。暑い日には、肉体労働に従事する人は非常に熱くなります。これは、それが内部エネルギーを増加させることを意味します。そしてあなたが知っているように、42°を超える温度では、人の血液中のタンパク質が凝固し始めます。このプロセスを間に合わせなければ、死に至るでしょう。

自己冷却システムは、このように配置されています正常な生活のために温度を調節するために使用される。温度が最大になると、皮膚上の毛穴から能動発汗が始まります。そして、皮膚の表面から、過剰な身体エネルギーを吸収する蒸発が起こる。換言すれば、蒸発は、身体を正常状態に冷却するのに役立つプロセスである。 </ span </ p>