تغییر حالت های ماده: مایع به گاز-۱

مایع به گاز: گفتیم که فرآیند تبدیل مایع به گاز تبخیر نام دارد. در مرحله‌ی اول انواع تبخیر را بررسی می‌کنیم

انواع تبخیر:

الف) تبخیر سطحی: به تبخیر یک مایع در دمای پایین تر از نقطه ی جوش.

• -تبخیر سطحی به جنس، مساحت، دما، وزش باد و فشار روی مایع بستگی دارد.
• -تبخیر سطحی در هر دمایی رخ می دهد.

? چرا تبخیر سطحی اتفاق می‌افتد:

مطابق شکل انرژی جنبشی میانگین مولکولهای سطح مایع بقدری زیاد است که می‌توانند بر نیروی هم‌چسبی بین خود مولکولها غلبه کند، در نتیجه می‌توانند فرار کنند.

• -فرار مولکولها‌ی سطح مایع باعث کاهش انرژی درونی مایع و در نتیجه، دمای مایع می‌شود.

? عوامل مؤثر بر تبخیر سطحی را نام ببرید:

• -دما: افزایش دما یعنی انرژی جنبشی بیشتر، یعنی تعداد مولکولهای بیشتر از سطح مایع فرارمی‌کنند.
• -مساحت سطح مایع: هر چه سطح مایع در تماس با هوا بیشتر باشد، یعنی شانس اینکه تعداد مولکول بیشتری فرار کنند، بیشتر است (پهن کردن لباس خیس روی طناب)
• -فشار هوای اطراف: افزایش فشار مانع از فرار مولکولها می‌شود. پس افزایش فشار یعنی کاهش تبخیر سطحی
• -جنس مایع: بدون شرح!!! (آب و الکل)
• -وزش باد: وزش باد باعث می‌شود که مولکولهای که در سطح مایع تاحدی توانسته اند فرار کنند، در اثر وزش جابه جا شده و به مایع برنگردند.

ب) جوشیدن: به تبخیر یک مایع در دمای معین گفته می شود

• -فرآیند تبخیر تا پیش از رسیدن به نقطه جوش: تبخیر سطحی
• -فرآیند تبخیر در نقطه جوش: جوشیدن

? فرآیند جوشیدن آب را بطور خلاصه توضیح دهید:

به محض اینکه حبابها بالا می‌آیند به آب کمی سردتر می‌رسند و پیش از رسیدن به سطح آزاد آب با صدای تیزی فرومی‌پاشند و در آنجا دوباره به مایع تبدیل می‌شوند. ولی وقتی دمای آب همچنان بالا برود، حبابها می‌توانند بیشتر بالا بروند تا اینکه سرانجام به سطح آزاد آب میرسند و در آنجا با صدای دیگری که به آن «غلغل کردن» می‌گویند، فرومی‌پاشند. در این حالت می‌گویند آب به جوش کامل رسیده است.

• -مقدار گرمای لازم برای تبخیر مقداری به جرم m از نقطه ی جوش: هنگامی که مایعی در شرایط استاندارد به نقطه‌ی ‌جوش رسیده است، مقدار گرمای لازم برای اینکه مایع بطور کامل تبخیر شود از رابطه‌ی زیر محاسبه می‌شود:

  

چند نکته‌ی مهم:

• -گرمای نهان تبخیر هم به جنس مایع و هم به دما بستگی دارد.
• -افزایش ناخالصی و فشار باعث افزایش نقطه جوش می‌شود.

الف) در درون دیگ زودپز ب افزایش بخار آب وارد بر روی سطح مایع درون دیگ و در نتیجه نقطه‌ی جوش افزایش می‌یابد. پس مواد درون زودپز در دمای بلاتر و سریع‌تر پخته می‌شود.

ب)در ارتفاعات فشار هوا پایین است. پس کاهش فشار ، باعث کاهش نقطه‌ی جوش شود.

با توجه به اینکه نیروی هم چسبی به نیروی بین مولکولها بستگی دارد و از طرفی هر چه دمای مایع بالاتر باشد

این نیرو ضعیف تر شده و در نتیجه مولکولهای سطحی راحت تر می توانند از سطح مایع فرار کنند. در نتیجه

گرمای کمتری برای فرار این مولکولها از سطح مایع نیاز است.