Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

13,6: фаза рівноваги

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    74858

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    навчальні цілі

    • Проілюструйте причини випаровування біля поверхні рідини

    Випаровування - це тип випаровування рідини, який відбувається тільки на поверхні рідини. Зазвичай молекулам в склянці води не вистачає теплової енергії для виходу з рідини. Однак при достатньому нагріванні рідина швидко перетвориться на пару. При зіткненні молекул вони в різному ступені передають енергію один одному. Іноді передача настільки одностороння для молекули біля поверхні, що досягає достатньої енергії для виходу рідини.

    Три ключові частини для випаровування - це тепло, атмосферний тиск (визначає відсоток вологості) і рух повітря. Щоб молекули рідини випаровувалися, вони повинні розташовуватися біля поверхні, рухатися в належному напрямку і мати достатню кінетичну енергію для подолання рідкофазних міжмолекулярних сил. Коли лише невелика частка молекул відповідає цим критеріям, швидкість випаровування низька. Оскільки кінетична енергія молекули пропорційна її температурі, випаровування протікає швидше при більш високих температурах. Коли молекули, що швидше рухаються, інші молекули мають нижчу середню кінетичну енергію, а температура рідини знижується. Це явище ще називають випарним охолодженням. Саме тому випаровується піт охолоджує організм людини. Випаровування також має тенденцію протікати швидше з більш високими витратами між газоподібною та рідкою фазами та в рідинях з більш високим тиском пари. Наприклад, білизна на лінії одягу буде сохнути (шляхом випаровування) швидше в вітряний день, ніж в нерухомий день.

    зображення

    Діаграма тиску пари: (а) Через розподіл швидкостей та кінетичних енергій деякі молекули води можуть відірватися до парової фази навіть при температурах нижче звичайної температури кипіння. (b) Якщо контейнер герметичний, випаровування триватиме до тих пір, поки не буде достатньої щільності пари, щоб швидкість конденсації дорівнювала швидкості випаровування. Ця щільність пари і парціальний тиск, який він створює, є значеннями насичення. Вони збільшуються з температурою і не залежать від присутності інших газів, наприклад повітря. Вони залежать тільки від тиску пари води.

    Випаровування є невід'ємною частиною кругообігу води. Сонце (сонячна енергія) рухає випаровування води з океанів, озер, вологи в грунті та інших джерел води. У гідрології випаровування та транспірація (яка передбачає випаровування всередині продихів рослин) в сукупності називаються евапотранспірацією. Випаровування води відбувається, коли поверхня рідини піддається впливу, дозволяючи молекулам виходити і утворювати водяну пару; ця пара може потім підніматися і утворювати хмари.

    Випаровується атмосфера

    При рівновазі процеси випаровування і конденсації точно врівноважуються і не відбувається чистої зміни обсягу будь-якої фази.

    навчальні цілі

    • Поясніть, як речовина може мати кілька різних фаз в одному середовищі

    фазова рівновага

    Залишені до врівноваження, багато композицій утворюють однорідну однофазну, але в залежності від температури і тиску навіть одна речовина може розділитися на дві або більше різних фаз. У межах кожної фази властивості є однорідними, але між двома фазами властивості відрізняються.

    Вода в закритій банці з повітряним простором над нею утворює двофазну систему. Велика частина води знаходиться в рідкій фазі, де вона утримується взаємним притяганням молекул води. Навіть при рівновазі молекули постійно перебувають у русі, і раз від часу молекула в рідкій фазі отримує достатню кінетичну енергію, щоб відірватися від рідкої фази і увійти в газову фазу. Так само кожен раз молекула пари стикається з поверхнею рідини і конденсується в рідину. При рівновазі процеси випаровування і конденсації точно врівноважуються і не відбувається чистої зміни обсягу будь-якої фази.

    При кімнатній температурі і тиску водяна банка досягає рівноваги, коли повітря над водою має вологість близько 3%. Цей відсоток збільшується в міру підвищення температури. При 100° C і атмосферному тиску рівновага не досягається, поки повітря не стане 100% водою. Якщо рідина нагріти трохи більше 100 °С, то перехід від рідини до газу буде відбуватися не тільки на поверхні, але і по всьому об'єму рідини: вода закипає.

    Атмосфера Землі не є незмінною. Водяна пара в ньому змінює фази. Він знаходиться в фазовому рівновазі. Зіткнення між молекулами води в атмосфері дозволяє деяким конденсуватися, а деяким залишатися в парі. Аналогічно, кілька легших газів можуть повністю вийти з гравітаційного поля.

    зображення

    Водяна пара в атмосфері: водяна пара конденсується в атмосфері

    Ключові моменти

    • Випаровування перетворює рідини в газ.
    • Випаровування може відбуватися при температурах нижче температури кипіння, оскільки молекули в рідині мають різну енергію.
    • Коли молекули в рідині стикаються, деякі досягають вищих енергій, дозволяючи їм втекти. Цей процес знижує енергію інших молекул і є джерелом охолодження в випаровуються рідинях.
    • Атмосфера складається з газів в фазовому рівновазі.
    • Коли молекули в атмосфері стикаються, вони набирають і втрачають енергію.
    • У міру випаровування води з поверхні землі вода конденсується в атмосфері.

    Ключові умови

    • Випаровування: перетворення твердої речовини або рідини в газ
    • Випаровування: Процес перетворення рідини в газоподібний стан.
    • конденсація: перетворення газу в рідину; утворюється таким чином конденсат
    • рівновага: Стан тіла в спокої або в рівномірному русі, результуюча всіх сил на яке дорівнює нулю.

    ЛІЦЕНЗІЇ ТА АВТОРСТВА

    CC ЛІЦЕНЗОВАНИЙ КОНТЕНТ, РАНІШЕ ДІЛИВСЯ

    CC ЛІЦЕНЗОВАНИЙ ВМІСТ, СПЕЦИФІЧНА АТРИБУЦІЯ