Физика

за сваког по нешто

Испаравање и кондензовање

Познато је да течности (вода, бензин, алкохол …) ако се налазе у отвореним судовима постепено ишчезавају, односно испаравају. При томе се образује пара тих течности. Такав процес се назива испаравање.

Испаравање је процес у коме супстанца прелази из течног у гасовито агрегатно стање.

 Могућ је и обратан процес, који се назива кондензовање.

 Кондензовање је процес у коме супстанца прелази из гасовитог у течно агрегатно стање.

Испаравање се дешава на свакој температури (пример: вода у посуди на шпорету, вода у тањиру на столу) и то само са слободне површине течности. Што је температура виша то је испаравање интензивније. Али, на истој температури различите течности различито испаравају (пример: уље за јело, вода, бензин, етар)

Молекули течности се крећу хаотично и различитим брзинама. Међу молекулима, који се налазе у површинском слоју, има и таквих који имају довољно велике брзине да могу да напусте течност и пређу у простор изнад течности.

Приликом испаравања се смањује број молекула који се брже крећу. То значи да опада средња брзина молекула односно унутрашња енергија течности, а повезано са тим и температура течности.

Ако се испаравање течности одвија само од себе (не доводи се топлота од спољашњег извора) течност се хлади.

пример:

– влажне руке су хладније од сувих (кад испарава вода енергију за испаравање узима од коже)

– ознојено лице и ветар

– осећај хладноће када се после купања изађе из воде

Пошто температура течности опада у току испаравања, да би се одржао процес испаравања потребно је да се доводи енергија.

Пошто се налазе изнад течности, молекули паре при свом хаотичном кретању могу поново да уђу у течност. То значи да се при испаравању течности истовремено дешава и процес кондензације. Што је већа густина молекула паре процес кондензације се одвија брже.

Брзина испаравања зависи од:

  • врсте течности (вода, бензин, алкохол)
  • величине слободне површине – што је већа слободна површина брзина испаравања је већа (иста количина течности у чаши и тањиру; мокар веш се брже суши кад се рашири него кад је згужван)
  • температуре – виша температура брзина испаравања већа
  • спољашњег притиска – виши притисак брзина испаравања је мања
  • брзине струјања ваздуха који се налази изнад додирне површине (мокар веш се брже суши на ветру, лице нам испуца на ветру – због бржег сушења)

Најинтензивнији прелаз течности у гасовито стање, настаје при кључању. При кључању процес испаравања се јавља не само са слободне површине него и унутар саме течности. У унутрашњости течности испаравање је најбрже на зидовима суда, где се врши загревање. Ту се образују мехурићи паре, који се пењу ка слободној површини течности. У почетку загревања (док течност у горњим слојевима још не достигне температуру кључања) мехурићи се при кретању на горе хладе, што доводи до кондензовања паре у њима и они исчезавају. Када течност достигне температуру кључања, мехурићи доспевају до површине, распадају се и пара из њих прелази у простор изнад течности.

Кључање течности се дешава на тачно одређеној температури. (Температура течности се не мења у току кључања.)

fazni prelazi 2

А-В – представља загревање течности, температура се повећава док не достигне температуру кључања

B-C – температура остаје непромењена све док испари комплетна количина течности

C-D – када се процес испаравања заврши и комплетна течност пређе у гасовито агрегатно стање, температура почиње поново да расте

fazni prelazi 3

E-F – представља хлађење супстанце која се налази у гасовитом агрегатном стању, температура се смањује док не достигне температуру кондензовања

F-G – температура остаје непромењена све док се комплетна количина паре не преведе у течно агрегатно стање

G-H – када се процес кондензовања заврши и комплетна супстанца пређе у течно агрегатно стање, наставља се равномерно снижавање температуре

Температура кондензовања једнака је температури кључања, под једнаким притиском.

 

Зависност температуре кључања од притиска

Повишавањем притиска повишава се и температура кључања, јер молекули течности треба да поседују већу кинетичку енергију да би савладали привлаче силе у течности и повишени спољашњи притисак. При снижавању спољашњег притиска молекули течности и при малим брзинама могу да изађу из течности, што значи да ће она кључати на нижој температури.

пример:

  • на већим надморским висинама нижи притисак – температура кључања воде нижа (Монблан 4800 метара надморске висине – температура кључања 840Ц)
  • Папенов лонац – температура кључања воде 1200Ц

Значи, када се наводи температура кључања течности, мора да се наведе и вредност притиска.

Засићена пара

Приликом испаравања молекули који излазе из течности разилазе се на све стране у простору изнад течности. Количина течности се смањује, све док комплетно не испари.

 

 

Специфична топлота фазног прелаза Топљење и очвршћавање