Eindampfung

Eindampfung ist ein Typ der Eindampfung einer Flüssigkeit, die nur auf der Oberfläche einer Flüssigkeit vorkommt. Der andere Typ der Eindampfung kocht, der, statt dessen auf der kompletten Masse der Flüssigkeit vorkommt.

Durchschnittlich haben die Moleküle in einem Glas von Wasser genug Hitzeenergie nicht, der Flüssigkeit zu entfliehen. Mit der genügend Hitze würde sich die Flüssigkeit in Dampf schnell verwandeln (sieh Siedepunkt). Wenn die Moleküle kollidieren, übertragen sie Energie einander in unterschiedlichen Graden, die darauf gestützt sind, wie sie kollidieren. Manchmal ist die Übertragung für ein Molekül in der Nähe von der Oberfläche so einseitig, dass es mit genug Energie endet 'zu flüchten' (verdampfen).

Eindampfung ist ein wesentlicher Teil des Wasserzyklus. Die Sonne (Sonnenenergie) vertreibt Eindampfung von Wasser von Ozeanen, Seen, Feuchtigkeit im Boden und anderen Quellen von Wasser. In der Hydrologie werden Eindampfung und Transpiration (der Eindampfung innerhalb von Pflanzenstomata einschließt) evapotranspiration insgesamt genannt. Die Eindampfung von Wasser kommt vor, wenn die Oberfläche der Flüssigkeit ausgestellt wird, Molekülen erlaubend, zu flüchten und Wasserdampf zu bilden; dieser Dampf kann sich dann erheben und Wolken bilden.

Theorie

Für Moleküle einer Flüssigkeit, um zu verdampfen, müssen sie in der Nähe von der Oberfläche gelegen werden, sich in der richtigen Richtung bewegen, und genügend kinetische Energie haben, flüssig-phasige zwischenmolekulare Kräfte zu überwinden. Nur ein kleine Verhältnis der Moleküle entspricht diesen Kriterien, so wird die Rate der Eindampfung beschränkt. Da die kinetische Energie eines Moleküls zu seiner Temperatur proportional ist, geht Eindampfung schneller bei höheren Temperaturen weiter. Als die schneller bewegenden Moleküle flüchten, haben die restlichen Moleküle niedrigere durchschnittliche kinetische Energie und die Temperatur der Flüssigkeit, so, Abnahmen. Dieses Phänomen wird auch das Evaporative-Abkühlen genannt. Das ist, warum verdampfender Schweiß den menschlichen Körper abkühlt.

Eindampfung neigt auch dazu, schneller mit höheren Durchflüssen zwischen der gasartigen und flüssigen Phase und in Flüssigkeiten mit dem höheren Dampf-Druck weiterzugehen. Zum Beispiel wird die Wäscherei auf einer Wäscheleine (durch die Eindampfung) schneller an einem windigen Tag trocknen als an einem stillen Tag. Drei Schlüsselteile zur Eindampfung sind Hitze, atmosphärischer Druck (bestimmt die Prozent-Feuchtigkeit), und Luftbewegung.

Auf einem molekularen Niveau gibt es keine strenge Grenze zwischen dem flüssigen Staat und dem Dampf-Staat. Statt dessen gibt es eine Schicht von Knudsen, wo die Phase unentschieden ist. Weil diese Schicht nur einige Moleküle dick an einer makroskopischen Skala ist, kann eine klare Phase-Übergang-Schnittstelle gesehen werden.

Flüssigkeiten, die sichtbar bei einer gegebenen Temperatur in einem gegebenen Benzin nicht verdampfen (z.B, Speiseöl bei der Raumtemperatur) haben Moleküle, die nicht dazu neigen, Energie einander in einem Muster zu übertragen, das genügend ist, um oft einem Molekül die Hitzeenergie zu geben, die notwendig ist, um sich in Dampf zu verwandeln. Jedoch verdampfen diese Flüssigkeiten. Es ist gerade, dass der Prozess viel langsamer und so bedeutsam weniger sichtbar ist.

Gleichgewicht von Evaporative

Wenn Eindampfung in einem geschlossenen Behälter stattfindet, wachsen die flüchtenden Moleküle als ein Dampf über der Flüssigkeit an. Viele der Moleküle kehren zur Flüssigkeit, mit dem Zurückbringen von Molekülen zurück, die häufiger als die Dichte und der Druck der Dampf-Zunahmen werden. Wenn der Prozess der Flucht und Rückkehr ein Gleichgewicht erreicht, wie man sagt, wird der Dampf "gesättigt", und keine weitere Änderung entweder im Dampf-Druck und der Dichte oder in der flüssigen Temperatur wird vorkommen. Für ein System, das aus dem Dampf und Flüssigkeit einer reinen Substanz besteht, ist dieser Gleichgewicht-Staat direkt mit dem Dampf-Druck der Substanz, wie gegeben, durch die Clausius-Clapeyron Beziehung verbunden:

:

wo P, P der Dampf-Druck bei Temperaturen T, T beziehungsweise sind, ist ΔH der enthalpy der Eindampfung, und R ist die universale Gaskonstante. Die Rate der Eindampfung in einem offenen System ist mit dem in einem geschlossenen System gefundenen Dampf-Druck verbunden. Wenn eine Flüssigkeit geheizt wird, wenn der Dampf-Druck den umgebenden Druck erreicht, wird die Flüssigkeit kochen.

Die Fähigkeit zu einem Molekül einer Flüssigkeit, um zu verdampfen, basiert größtenteils auf dem Betrag der kinetischen Energie, die eine individuelle Partikel besitzen kann. Sogar bei niedrigeren Temperaturen können individuelle Moleküle einer Flüssigkeit verdampfen, wenn sie mehr haben als der minimale Betrag der kinetischen für die Eindampfung erforderlichen Energie.

Faktoren, die die Rate der Eindampfung beeinflussen

Konzentration der Substanz, die in der Luft verdampft: Wenn die Luft bereits eine hohe Konzentration des Substanz-Abdampfens hat, dann wird die gegebene Substanz langsamer verdampfen.

Konzentration anderer Substanzen in der Luft: Wenn die Luft bereits mit anderen Substanzen gesättigt wird, kann sie eine niedrigere Kapazität für das Substanz-Abdampfen haben.

Durchfluss von Luft: Das ist teilweise mit den Konzentrationspunkten oben verbunden. Wenn frische Luft die Substanz die ganze Zeit zur Seite rückt, dann wird die Konzentration der Substanz in der Luft mit geringerer Wahrscheinlichkeit mit der Zeit, so ermutigende schnellere Eindampfung steigen. Das ist das Ergebnis der Grenzschicht an der Eindampfungsoberfläche, die mit der Fluss-Geschwindigkeit abnimmt, die Verbreitungsentfernung in der stehenden Schicht vermindernd.

Zwischenmolekulare Kräfte: Je stärker die Kräfte, die die Moleküle zusammen im flüssigen Staat behalten, desto mehr Energie man kommen muss, um zu flüchten. Das wird durch den enthalpy der Eindampfung charakterisiert.

Druck: Eindampfung geschieht schneller, wenn es weniger Anstrengung auf der Oberfläche gibt, die die Moleküle davon abhält, sich loszufahren.

Fläche: Eine Substanz, die eine größere Fläche hat, wird schneller verdampfen, weil es mehr Oberflächenmoleküle gibt, die im Stande sind zu flüchten.

Temperatur der Substanz: Wenn die Substanz heißer ist, dann haben seine Moleküle eine höhere durchschnittliche kinetische Energie, und Eindampfung wird schneller sein.

Dichte: Höher die Dichte langsamer verdampft eine Flüssigkeit.

In den Vereinigten Staaten misst der Nationale Wetterdienst die wirkliche Rate der Eindampfung von einer standardisierten "Pfanne" offener Wasserspiegel draußen an verschiedenen Positionen landesweit. Andere tun ebenfalls um die Welt. Die US-Daten werden gesammelt und in eine jährliche Eindampfungskarte kompiliert. Die Maße erstrecken sich unter 30 zu pro Jahr.

Anwendungen

  • Wenn Kleidung eine Wäscherei-Linie abgehangen wird, wenn auch die Umgebungstemperatur unter dem Siedepunkt von Wasser ist, verdampft Wasser. Das wird durch Faktoren wie niedrige Feuchtigkeit, Hitze (von der Sonne), und Wind beschleunigt. In einem Kleidertrockner wird heiße Luft durch die Kleidung geblasen, Wasser erlaubend, sehr schnell zu verdampfen.
  • Der botijo, ein traditioneller spanischer poröser Tonbehälter hat vorgehabt, das enthaltene Wasser durch die Eindampfung abzukühlen.
  • Kühler von Evaporative, die bedeutsam kühl ein Gebäude durch den einfachen Schlag trockener Luft über einen mit Wasser gesättigten Filter können.

Verbrennen-Eindampfung

Kraftstofftröpfchen verdampfen, weil sie Hitze erhalten, indem sie sich mit dem heißen Benzin im Verbrennungsraum vermischen. Hitze (Energie) kann auch durch die Radiation von jeder heißen widerspenstigen Wand des Verbrennungsraums erhalten werden.

Vorverbrennen-Eindampfung

Das katalytische Knacken von langen Kohlenwasserstoff-Ketten in die kürzesten molekularen Ketten möglich, verbessert gewaltig Benzinmeilenzahl und stellt reduzierte Schadstoff-Emissionen zur Verfügung, sobald der Kraftstoffdampf an seinem optimalen Verhältnis mit Luft ist.

Die chemisch richtige Mischung der Luft/Brennstoffs für das Gesamtbrennen von Benzin ist beschlossen worden, 15 Teil-Luft zu einem Teil-Benzin oder 15/1 durch das Gewicht zu sein. Das Ändern davon zu einem Volumen-Verhältnis gibt 8000 Teil-Luft zu einem Teil-Benzin oder 8,000/1 durch das Volumen nach. Theoretisch kann eine homogenous Mischung Gasmeilenzahl über 300 Meilen pro Gallone nachgeben, jedoch ist die wirkliche Kraftstoffmeilenzahl vom Gewicht des Fahrzeugs hoch abhängig.

Filmabsetzung

Dünne Filme können durch das Abdampfen einer Substanz und das Kondensieren davon auf ein Substrat abgelegt werden.

Siehe auch

  • Hat eine besonders ausführliche Diskussion der Filmabsetzung durch die Eindampfung.

Ethnologue / Esbat
Impressum & Datenschutz