Mi okozza a páralecsapódást és a párolgást?

A párolgás és a kondenzáció a víz természetes körforgásának része. Ezek olyan fizikai folyamatok, amelyek következtében ez az anyag állapotát megváltoztatja: folyékonyból gázhalmazállapotúvá és gáz halmazállapotúból folyékonyra. A nap felmelegíti a vizet és elpárologtatja, gőzzé alakítva. A légáramlatok a gőzt a légkörbe viszik, ahol alacsonyabb a hőmérséklet. Ez a vízgőz lecsapódását és a felhők képződését okozza. A felhőrészecskék csapadékként érintkeznek és lehullanak, ami lehet eső, hó vagy jégeső.

Később a csapadékban lehulló víz a felszín alatti vizek, tavak, folyók részévé válik, amelyek a tengerekbe, óceánokba ömlenek, ahonnan újra kezdődik a körforgás.

A párolgási és kondenzációs folyamatok azonban mesterségesen, laboratóriumokban és iparban is előfordulnak. Ez a két folyamat nemcsak vízzel, hanem más anyagokkal is előfordul.

mi a párolgás

Amellett, hogy a párolgás a víz körforgásának részét képező folyamat, egy olyan átmenetet is magában foglal, amelyben a folyékony halmazállapotú anyag gáz halmazállapotúvá válik. Ez csak a folyadék és a gáz közötti felületen történik. A párolgás a kondenzáció ellentétes folyamata.

A párolgás különbözik a forrástól, mert amint fentebb említettük, ez egy olyan folyamat, amely a felszínen megy végbe, nem pedig a folyadékon belül. Ez egy endoterm folyamat, mivel hőt igényel a fázisváltozás eléréséhez. Hőre van szükség a folyékony halmazállapotot jellemző molekuláris kohéziós erők leküzdéséhez. Ez a tágulás során is fontos, amikor a folyadék párolog.

A bepárlás a szilárd vagy folyékony keverékek komponenseinek elválasztására is alkalmazott módszer. A hőmérséklet emelkedésével a folyékony anyagok molekulái gáz halmazállapotúvá válnak, és elvesznek a levegőben. A többi komponens a tartályban marad.

Hasonlóképpen, a párolgás „hűtési folyamatként” is definiálható. Ennek az az oka, hogy hőt von el a környező levegőből. Ennek egyértelmű példája az emberi verejték, amely párolgása révén „hűti” a szervezetet a testhőmérséklet fenntartása érdekében.

Hogyan történik a párolgás

Ahhoz, hogy a vízmolekulák folyékony halmazállapotból gáz halmazállapotúvá váljanak, hőenergiát kell nyerniük. Ezt úgy teszik, hogy más vízmolekulákkal ütköznek. Ezért a párolgási folyamat szorosan összefügg a molekulák mozgásával és a hőmérséklet emelkedésével. Ha magasabb a hőmérséklet, akkor a molekulák gyorsabban mozognak, és gyorsabban megy végbe a párolgás. Ezt az anyag diffúziós sebessége is befolyásolja. Például az aceton sokkal gyorsabban elpárolog, mint a víz.

Amikor a vízmolekulák elérik a 100 Celsius-fokot, megvan a szükséges mozgási energiájuk ahhoz, hogy gázzá váljanak. De még alacsonyabb hőmérsékleten is előfordulhat, hogy egyes részecskék a felületen elegendő energiával bírnak ahhoz, hogy legyőzzék a folyékony halmazállapotú erőket és elpárologjanak.

Minél magasabb a víz hőmérséklete, annál nagyobb a valószínűsége annak, hogy lesznek olyan részecskék, amelyek elegendő mozgási energiával rendelkeznek az elpárologtatáshoz. Emiatt a napsugárzás elősegíti ezt a folyamatot, mivel energiával látja el a részecskéket. Valójában a legnagyobb energiájú részecskék párolognak el. Emiatt a többi részecske energiát veszít, így a hőmérsékletük csökken. Ez az oka annak, hogy a botijo ​​lehűl a nap alatt.

A párolgás sebességébe más fontos tényezők is beavatkoznak: a nyomás, a levegő páratartalma, a szél és a felület, ahol a folyadék található. A párolgás kisebb területről gyorsabban megy végbe, mint nagyobb területről.

Ezenkívül nem minden folyadék párolog el ugyanolyan sebességgel, mint az alkohol vagy a hagyományos étolaj esetében. A párolgási sebesség az egyes anyagok tulajdonságaitól és azoktól a körülményektől függ, amelyeknek ki vannak téve.

Példák a párolgásra

A párolgásra számos példa van. Néhány közülük:

• Felhők képződése: a nap felmelegíti a tengervizet, az elpárolgó vízgőz pedig a forró levegő áramlataitól lökve felemelkedik és felhőket képez.
• Nedves ruhák, amelyeket felakasztás után szárítanak: a magasabb hőmérséklet, amikor a ruhákat a napon akasztjuk, szárítógépet használunk, vagy fűtőtesthez közelítjük, lehetővé teszi a ruhákat impregnáló víz elpárologtatását.
• A főzés során a serpenyőből kilépő gőz: akkor keletkezik, amikor a víz forrni kezd.
• Az alkohol elpárolgása szobahőmérsékleten: ennek az anyagnak a nagy diffúziója miatt.
• Füst egy forró csésze kávéból.
• A nedves talaj, amely kiszárad.
• Az eső által képződött tócsák eltűnése.
• Testi izzadság.
• A sós tengervíz elpárologtatása, melynek köszönhetően tengeri sót nyernek.
• A víz körforgása: A párolgás a természetben a víz körforgásának fontos része. Amikor a vízrészecskék elegendő hőenergiát kapnak, elpárolognak. Ezután csapadékként lehullanak, és végül visszatérnek a tengerbe.

mi az a kondenzáció

A kondenzáció a párolgás ellentétes folyamata, mert lehetővé teszi a víz gáz halmazállapotúból folyékony fázisba való átmenetét. Ez akkor fordul elő, ha a vízgőz nyomása nagyobb, mint a telítési gőznyomás.

Ezt „fűtési folyamatnak” is nevezhetjük. Bár amikor a víz elpárolog, lehűlésnek kell bekövetkeznie ahhoz, hogy lecsapódjon, hő szabadul fel a környező levegőbe.

A természetben a páralecsapódás nagyon gyakori példája a harmat, amely vízgőz, amely hajnalban a hőmérséklet csökkenésekor lecsapódik és a felszínre esik.

A kondenzációs folyamat a levegő nyomásától, hőmérsékletétől és telítettségétől függ. Amikor a hőmérséklet „harmatpontra” csökken, a molekulák kinetikus energiája csökken, és ez elősegíti a kondenzációt.

Hogyan történik a páralecsapódás

A páralecsapódáshoz a víznek elveszítenie kell a mozgási energiát (a mozgás energiáját). A vízgőz részecskéinek molekulái között nagy energia van, és ez nagy mozgást okoz közöttük, ami lehetővé teszi számukra, hogy eltávolodjanak egymástól. Amikor ez az energia elveszik, akár a hőenergia elvesztése, akár a nyomásváltozás miatt, a vízmolekulák lelassulnak, és közelebb kerülnek, folyadékká válva.

A levegőtömegben lévő vízgőz mennyiségét „abszolút páratartalomnak” nevezik. Ehelyett a levegőtömegben lévő vízgőz mennyisége a felhalmozódó gőz teljes mennyiségéhez képest a „relatív páratartalom”. A harmatpont akkor érhető el, amikor a levegő telítetté válik, vagyis amikor a relatív páratartalom 100%. Ez természetesen a nyomástól és a hőmérséklettől függően változik. Minél magasabb a relatív páratartalom, annál nagyobb a pára lecsapódási sebessége a légtömegben.

Példák a kondenzációra

Néhány gyakori példa a kondenzációra:

• Harmat: a kora reggeli órákban fellépő hőmérséklet-csökkenés elősegíti a levegőben lévő vízgőz lecsapódását, amely cseppek formájában lerakódik a felületekre. Amikor a hőmérséklet napkeltével emelkedik, a harmat elpárolog, és újra kezdődik a párolgás és a kondenzáció ciklusa.
• Köd: A ködpadok lebegő vízrészecskék, amelyek lecsapódnak, amikor hidegebb felületekkel, például ablaküvegekkel érintkeznek.
• Az eső: a felhők ütközésekor a lecsapódott vízrészecskék kicsapódnak, így alakul ki az eső.
• Hideg italokban megjelenő vízcseppek: a hidegdoboz felülete alacsonyabb hőmérsékletű, mint a környezeté, ezért a környező levegőből nedvességet kap, amely lecsapódik, vízcseppeket képezve.
• A klímaberendezések által felszabaduló víz: mert a kintinél jóval alacsonyabb hőmérsékletű levegőből felszívják a nedvességet és lecsapolják azt.
• Bepárásodó tükör: forró zuhany alatt a vízgőz a leghidegebb felületekhez tapad és lecsapódik, bepárásítva a tükröket és egyéb tárgyakat.
• Búvárszemüveg párásodás: a búvárszemüveg üvege és az arcunk között lévő levegő vízgőzt tartalmaz, ami az izzadságból származik. A vízben, amelynek hőmérséklete alacsonyabb, mint a levegőé, a vízgőz lecsapódik és bepárásodik a poharak üvege.
• Légzés: ha üvegdarab közelében vagy olyan helyen lélegzünk, ahol alacsony a hőmérséklet és sok a páratartalom, akkor a vízgőzt apró cseppekként vagy fehéres gőzként fogjuk látni. Ez azért történik, mert a tüdőnkben lévő levegő hőmérséklete magasabb, mint a felszín vagy a külső környezet. Ezért összesűrűsödik és láthatóvá válik.
• A víz körforgása: A párolgáshoz hasonlóan a kondenzáció is lényeges része a víz körforgásának. A vízgőz a légkör felső rétegeibe emelkedik, ahol hideg levegő áramlik. Ott felhők formájában lecsapódik, amelyek folyékony halmazállapotban esőként csapódnak ki.

A párolgás és a kondenzáció felhasználása és alkalmazása

A párolgás és a kondenzáció egyaránt kedvez más folyamatok teljesítésének, különösen a tudomány, az ipar és a mérnöki területen.

párologtatási alkalmazások

Az elpárologtatást elősegítő párologtatók segítségével számos ipari tevékenységet végeznek.

Ezek egyike a tejtermékek gyártása. Itt a bepárlást tej, sűrített tej, tejfehérjék, tejsavó és egyéb termékek előállítására használják.

Szójatej és gyümölcslevek előállítására is használják; kávé-, tea-, maláta-, élesztőkivonatok; hidrolizált termékek, például glükózszirup vagy hidrolizált fehérje.
A hűtőiparban hús-, csont- és vérplazmakivonatok készítésére használják. A baromfiiparban a párolgási folyamat elengedhetetlen az egész tojás vagy tojásfehérje koncentrációjának előállításához.

kondenzációs alkalmazások

A kondenzáció elengedhetetlen a desztilláció végrehajtásához, amely nagyon fontos folyamat a laboratóriumokban és az iparban.

Kondenzációból víz nyerhető, ezért harmatgyűjtő berendezést alkalmaznak, amely összegyűjti a levegőből a nedvességet. Ily módon a föld páratartalmát sivatagi vagy félszáraz területeken használják fel.

A kondenzáció vegyszerek előállításához is hasznos. Módszerként használják egyes kémiai reakciók során keletkező gázok folyadékokká alakítására. Ily módon elkerülhető a légkörben való szétszóródása.

A kondenzátorokat az iparban használják a rajtuk áthaladó gázok hűtésére és kondenzálására.

Otthon a kondenzátorokat hűtőszekrényekben vagy hűtőszekrényekben használják. Tűzoltó készülékek gyártásához is használják őket. Ezek nagy nyomáson tárolják a kondenzált szén-dioxidot.

Bibliográfia

• Különféle szerzők. Fizika és kémia. (2015). Spanyolország. Santillana oktatás.
• Kollektív munka edebé. Fizika és kémia . (2015). Spanyolország. Edebé.
• Különféle szerzők. A fizika könyv. (2020). Spanyolország. Szerkesztőség Akal.