Iztvaikošana: definīcija, mehānisms un atšķirība no vārīšanās
Iztvaikošana: uzzini, kā šķidrumi pārvēršas par gāzi, mehānismu, atšķirības no vārīšanās un praktiskus piemērus saprotamā valodā.
Iztvaikošana notiek tad, kad šķidrums pārvēršas par gāzi, neveidojot burbuļus šķidruma tilpumā. Ja veidojas burbuļi, mēs runājam par "vārīšanos".
Piemēram, ūdens, kas atstāts bļodā, lēnām pazūd. Ūdens iztvaiko ūdens tvaikos, kas ir ūdens gāzes fāze. Ūdens tvaiki sajaucas ar gaisu.
Pretējs iztvaikošanai ir kondensācija.
Kad šķidruma molekulas tiek sakarsētas, tās pārvietojas ātrāk. Tādējādi daļiņas ir pilnas ar enerģiju, un tāpēc tās saduras viena ar otru, un galu galā tās kļūst tik tālu viena no otras, ka pārvēršas par gāzi.
Kas notiek mehāniski
Iztvaikošana ir virsmas process: tikai molekulas, kas atrodas pie šķidruma virsmas, var tieši pāriet gāzes fāzē. Šo pāreju nosaka molekulu kustības enerģija un apkārtējā gaisa īpašības. Jo vairāk enerģijas (piem., siltums), jo lielāka iespēja, ka atsevišķa molekula pārvar piesaisti un atstāj šķidrumu.
Svarīgi jēdzieni:
- Tvaiku spiediens — spiediens, ko rada šķidruma tvaiki pie noteiktas temperatūras. Kad ārējais spiediens ir augsts, molekulām grūtāk pāriet gāzē.
- Satura stāvoklis (dinamiskais līdzsvars) — slēgtā traukā iztvaikošana sākas līdz brīdim, kad gaisa tvaikos koncentrācija sasniedz līdzsvaru ar šķidruma virsmu; tad iztvaikošanas un kondensācijas ātrumi vienādojas.
- Siltuma patēriņš (latentā siltuma) — iztvaikošanai nepieciešama enerģija (siltuma patēriņš), kas padara virsmas dzesēšanas efektu (piem., sviedri aukstina ādu, jo siltums tiek patērēts, lai ūdens iztvaikotu).
Faktori, kas ietekmē iztvaikošanas ātrumu
- Temperatūra — augstāka temperatūra palielina molekulu kinētisko enerģiju un iztvaikošanas ātrumu.
- Virsmas laukums — lielāka virsma nozīmē vairāk molekulu, kas var izkļūt gaisā, tādēļ ātrāk izžūst.
- Gaisa mitrums — mitrākā gaisā iztvaikošana palēninās, jo tvaiku koncentrācija jau ir augsta.
- Gaisa plūsma/vējš — kustīgs gaiss ātrāk aiznes tvaikus no virsmas, paātrinot iztvaikošanu.
- Atmosfēras spiediens — zemāks spiediens (piem., kalnos) samazina virsmas piesaisti un veicina iztvaikošanu; tas ietekmē arī vārīšanos (ūdens vārās zemākā temperatūrā).
Atšķirība starp iztvaikošanu un vārīšanos
- Iztvaikošana notiek tikai pie virsmas un var ritēt pie jebkuras temperatūras (līdzsvara apstākļi un ātrums atšķiras).
- Vārīšanās ir fāzes pāreja, kurā šķidruma tvaika spiediens kļūst vienāds ar apkārtējo spiedienu, un burbuļi rodas šķidruma iekšienē — process norisinās visā šķidruma apjomā.
- Vārīšanās notiek konkrētā temperatūrā (vārīšanās temperatūra), kas mainās atkarībā no spiediena; iztvaikošana nav ierobežota ar vienu temperatūru.
Praktiski piemēri un nozīme
Iztvaikošana ir redzama ikdienā: ūdens žūst pēc mazgāšanas, svīšana atdzesē ķermeni, ūdens iztvaikošana no augsnes un ezeriem ietekmē klimatu un ūdens apriti. Industriāli to izmanto žāvēšanā, atdzesēšanā (dzesēšanas torņi) un daļā destilācijas procesu.
Kopsavilkums
Iztvaikošana ir virsmas fāzes pāreja no šķidruma uz gāzi, kas parasti nenoved pie burbuļu veidošanās šķidruma iekšienē — tas atšķir šo procesu no vārīšanās. Procesu nosaka molekulāra kustība, molekulas enerģija un apkārtējās vides apstākļi; pretējā procesa forma ir kondensācija.
Vienkāršs attēls, kas izskaidro ūdens iztvaikošanu, lai gan reālajā dzīvē nav redzams ūdens, bet tikai tvaiks.
Iztvaikošanas dīķi Kamargā (Dienvidfrancija): Ja sālsūdenī iztvaiko viss ūdens, sāls paliek.
Iztvaikošanas un vārīšanās atšķirības
Iztvaicēšanas laikā no šķidruma uz tvaiku pārvēršas tikai šķidruma virsmas tuvumā esošās molekulas. Vārīšanās laikā šķidruma tilpuma iekšpusē esošās molekulas arī pārvēršas par tvaikiem. Tāpēc iztvaikošanas laikā burbuļi neveidojas, tā vietā tie veidojas vārīšanās laikā.
Iztvaikošana var notikt jebkurā temperatūrā, bet vārīšanās notiek tikai noteiktā temperatūrā, ko sauc par "vārīšanās punktu". Iztvaikošana notiek lēni, bet vārīšanās - ātri.
Iztvaikošanas ātrums
Daži šķidrumi iztvaiko ātrāk nekā citi. Iztvaikošanas ātrumu ietekmē daudzi faktori.
Iztvaikošanas ātrums ir atkarīgs no šķidruma atklātās virsmas laukuma (straujāk, kad tas palielinās), apkārtējās vides mitruma (lēnāk, kad tas palielinās), vēja klātbūtnes (straujāk, kad tas palielinās) un temperatūras (straujāk, kad tā palielinās).
Šķidrumi ar augstu viršanas temperatūru (tādi, kas vārās ļoti augstā temperatūrā) iztvaiko lēnāk nekā šķidrumi ar zemāku viršanas temperatūru.
Iztvaikošana ir ļoti būtiska ūdens cikla sastāvdaļa.
Saistītās lapas
- Vārīšanās
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir iztvaikošana?
A: Iztvaikošana ir process, kad šķidrums pārvēršas gāzē, neveidojot burbuļus šķidruma iekšienē.
J: Kā mēs varam atšķirt iztvaikošanu no vārīšanās?
A: Ja procesa laikā veidojas burbuļi, tad tā ir vārīšanās. Pretējā gadījumā tā ir iztvaikošana.
J.: Vai varat minēt iztvaikošanas piemēru?
A: Jā, ja mēs atstājam ūdeni bļodā, tas lēnām pazūd, iztvaikojot ūdens tvaikos.
J: Kas ir ūdens gāzes fāze?
A: Ūdens gāzes fāze ir ūdens tvaiks.
J: Kas ir pretējs iztvaikošanai?
A: Iztvaikošanai pretēja reakcija ir kondensācija.
J: Kas notiek ar šķidruma molekulām, kad to uzkarsē?
A: Kad šķidrumu uzkarsē, molekulas kustas ātrāk un kļūst enerģētiski pilnas, tāpēc tās saduras viena ar otru.
J: Kas izraisa gāzes veidošanos šķidrumā?
A: Sadursmes starp šķidruma molekulām izraisa to attālināšanos, un tās kļūst par gāzi.
Meklēt