Vypařování: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah

V textu

Aktuální verze z 28. 5. 2024, 11:34

Vypařování je skupenská přeměna, při které se kapalina mění na plyn pouze z povrchu (ne z celého objemu, jako při varu). Kapalina při vypařování odebírá teplo z okolí.

Podle kinetické teorie se z kapaliny vypařují ty molekuly, jejichž energie je dostatečná k překonání kohezních sil, a jejichž pohyb směřuje k volnému povrchu kapaliny, takže projdou povrchovou vrstvou a opustí kapalinu. Kapalinu tedy opouštějí molekuly s největší energií. Pokud je těchto molekul větší množství, vede to ke snížení střední energie zbývajících molekul kapaliny. To se při adiabatickém vypařování projeví snížením teploty kapaliny. Při rovnováze mezi párou a kapalinou se pára nazývá nasycená.

Množství tepla, které je při dané teplotě potřebné k přeměně jednoho kilogramu kapalné látky v plynnou fázi, se nazývá skupenské teplo výparné (vypařovací).

K vypařování může docházet i pomocí světla (bez vlivu tepla).^[1]

Opačným jevem k vypařování je kondenzace.

Vypařování a var

Kapaliny se vypařují při každé teplotě. Rychlost vypařování je závislá na tenzi nasycených par a to tak, že s vyšší tenzí nasycených par se rychlost vypařování zvyšuje. Rychlost vypařování tedy roste s teplotou. Pokud tenze nasycených par nad kapalinou dosáhne takové hodnoty, která je rovna tlaku okolního prostředí, začnou se páry nad povrchem kapaliny rozpínat, čímž umožňují rychlejší tvoření nových par, neboť jim uvolňují prostor nad povrchem kapaliny. Takovéto intenzivní vypařování, které probíhá nejen na povrchu, ale také uvnitř kapaliny, se nazývá var. Jedná se o skupenskou přeměnu, která za daného tlaku probíhá při konstantní teplotě, tzv. teplotě (bodu) varu. Teplota varu je závislá na tlaku okolního prostředí. Rychlost této skupenské přeměny je závislá na množství tepla přiváděného do vařící se kapaliny.

Vlastnosti

K vypařování dochází za jakékoli teploty kapaliny. Rychlost vypařování závisí na:

teplotě kapaliny a okolí – čím vyšší teplota, tím rychlejší vypařování,
velikosti povrchu – čím větší povrch, tím rychlejší vypařování,
na vlastnostech kapaliny (na přitažlivých silách mezi částicemi kapaliny),
na pohybu plynu nad kapalinou,
na tlaku par plynu nad kapalinou.

Fázový diagram pro vypařování

Na příkladu diagramu $p-V$ je vidět, že fázová přeměna kapaliny v páru je provázena změnou objemu. Objem kapaliny $V_{1}$ před fázovou změnou (bod 1 na obrázku) je tedy odlišný od objemu plynu $V_{2}$ po fázové změně (bod 2 na obrázku). Při vypařování se objem vždy zvětšuje, tzn. $V_{2}>V_{1}$ . Při vypařování za stálého tlaku se teplota nemění. Izobarické vypařování je tedy současně také izotermické.

Na obrázku se čára a nazývá dolní mezní čára, čára b je označována jako horní mezní čára. Bod K se nazývá kritický bod a $p_{k}$ je kritický tlak. Čára c označuje izotermickou expanzi kapaliny, d vypařování kapaliny (děj izobaricko-izotermický), e je pak izotermická expanze nasycené páry ze stavu 2 na přehřátou páru. Čára f pro přehřátou kapalinu a čára g pro přechlazenou (podchlazenou) páru označují nestabilní (metastabilní) stavy. Oblast A je oblastí kapaliny, B je oblastí přehřáté páry a C je oblastí sycení.

Horní mezní čára je čarou nasycené páry, což představuje konec vypařování nebo naopak počátek kondenzace. Dolní mezní čára je hranicí oblasti samostatné kapaliny, jde tedy o možný počátek vypařování nebo konec kondenzace. Mezi dolní a horní mezní čarou dochází k samotné fázové přeměně, během níž existuje současně kapalina i pára, tzn. jde o směs dvou fází. Při postupu od bodu 1 k bodu 2 bude tato směs obsahovat stále více páry a méně kapaliny. Poměr hmotnosti páry ve směsi k celkové hmotnosti směsi se nazývá suchost.

Měrné výparné teplo je pro určitou kapalinu závislé na teplotě. Podle Clausius-Clapeyronova rovnice klesá toto teplo s rostoucí teplotou a pro kritickou teplotu $T_{k}$ je nulové.

Troutonovo pravidlo

Mezi molárním skupenským vypařovacím teplem a teplotou varu (v kelvinech) za normálního atmosférického tlaku platí tzv. Troutonovo pravidlo (též Pictetovo-Troutonovo pravidlo)

{\frac {L_{v}}{T_{v}}}\approx 87-88{\frac {J}{Kmol}}

Reference

↑ How light can vaporize water without the need for heat. phys.org [online]. [cit. 2024-05-28]. Dostupné online.

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu evaporace na Wikimedia Commons
Slovníkové heslo vypařování ve Wikislovníku

[1] How light can vaporize water without the need for heat. phys.org [online]. [cit. 2024-05-28]. Dostupné online.

[1]

@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
+[[Soubor:10. Ладење при испарување.ogv|náhled|vpravo|280px|]]
-'''Vypařování''' je skupenská přeměna, při které se [[kapalina]] mění na [[plyn]] pouze z povrchu (ne z celého [[objem]]u jako při [[var]]u). Kapalina při vypařování odebírá [[teplo]] z okolí.
+'''Vypařování''' je skupenská přeměna, při které se [[kapalina]] mění na [[plyn]] pouze z povrchu (ne z celého [[objem]]u, jako při [[var]]u). Kapalina při vypařování odebírá [[teplo]] z okolí.
-Podle [[kinetická teorie látek|kinetické teorie]] se z kapaliny vypařují ty [[molekula|molekuly]], jejichž [[energie]] je dostatečná k překonání [[kohezní síla|kohezních sil]], a jejichž [[molekulový pohyb|pohyb]] směřuje k [[volný povrch|volnému povrchu]] kapaliny, takže projdou povrchovou vrstvou a opustí kapalinu. Kapalinu tedy opouštějí molekuly s největší energií. Pokud je těchto molekul větší množství, vede to ke snížení [[střední energie]] zbývajících molekul kapaliny. To se při [[adiabatický děj|adiabatickém]] vypařování projeví snížením [[teplota|teploty]] kapaliny. Při [[termodynamická rovnováha|rovnováze]] mezi [[pára|párou]] a kapalinou se pára nazývá [[nasycená pára|nasycená]].
+Podle [[kinetická teorie látek|kinetické teorie]] se z kapaliny vypařují ty [[molekula|molekuly]], jejichž [[energie]] je dostatečná k překonání [[kohezní síla|kohezních sil]], a jejichž [[molekulový pohyb|pohyb]] směřuje k [[volný povrch|volnému povrchu]] kapaliny, takže projdou povrchovou vrstvou a opustí kapalinu. Kapalinu tedy opouštějí molekuly s největší energií. Pokud je těchto molekul větší množství, vede to ke snížení [[střední energie]] zbývajících molekul kapaliny. To se při [[adiabatický děj|adiabatickém]] vypařování projeví snížením [[teplota|teploty]] kapaliny. Při [[termodynamická rovnováha|rovnováze]] mezi [[pára|párou]] a kapalinou se pára nazývá [[Sytá pára|nasycená]].
 Množství tepla, které je při dané teplotě potřebné k přeměně jednoho kilogramu kapalné látky v [[plyn]]nou fázi, se nazývá [[skupenské teplo výparné|skupenské teplo výparné (vypařovací)]].
+K vypařování může docházet i pomocí světla (bez vlivu tepla).<ref>{{Citace elektronického periodika
+ | titul = How light can vaporize water without the need for heat
+ | url = https://phys.org/news/2024-04-vaporize.html
+ | datum_přístupu = 2024-05-28
+}}</ref>
 Opačným jevem k vypařování je [[Kapalnění|kondenzace]].
 == Vypařování a var ==
-Kapaliny se vypařují při každé teplotě. [[Rychlost]] vypařování je závislá na [[tenze par|tenze nasycených par]] a to tak, že s vyšší tenzí nasycených par se rychlost vypařování zvyšuje. Rychlost vypařování tedy roste s teplotou. Pokud tenze nasycených par nad kapalinou dosáhne takové hodnoty, která je rovna tlaku okolního prostředí, začnou se páry nad povrchem kapaliny rozpínat, čímž umožňují rychlejší tvoření nových par, neboť jim uvolňují prostor nad povrchem kapaliny. Takovéto intenzivní vypařování, které probíhá nejen na povrchu, ale také uvnitř kapaliny, se nazývá '''[[var]]'''. Jedná se skupenskou přeměnu, která za daného tlaku probíhá při [[konstanta|konstantní]] teplotě, tzv. [[teplota varu|teplotě (bodu) varu]]. Teplota varu je závislá na tlaku okolního prostředí. Rychlost této skupenské přeměny je závislá na množství [[teplo|tepla]] přiváděného do vařící se kapaliny.
+Kapaliny se vypařují při každé teplotě. [[Rychlost]] vypařování je závislá na [[tenze par|tenzi nasycených par]] a to tak, že s vyšší tenzí nasycených par se rychlost vypařování zvyšuje. Rychlost vypařování tedy roste s teplotou. Pokud tenze nasycených par nad kapalinou dosáhne takové hodnoty, která je rovna tlaku okolního prostředí, začnou se páry nad povrchem kapaliny rozpínat, čímž umožňují rychlejší tvoření nových par, neboť jim uvolňují prostor nad povrchem kapaliny. Takovéto intenzivní vypařování, které probíhá nejen na povrchu, ale také uvnitř kapaliny, se nazývá '''[[var]]'''. Jedná se o skupenskou přeměnu, která za daného tlaku probíhá při [[konstanta|konstantní]] teplotě, tzv. [[teplota varu|teplotě (bodu) varu]]. Teplota varu je závislá na tlaku okolního prostředí. Rychlost této skupenské přeměny je závislá na množství [[teplo|tepla]] přiváděného do vařící se kapaliny.
 == Vlastnosti ==
 K vypařování dochází za jakékoli [[teplota|teploty]] kapaliny. Rychlost vypařování závisí na:
-* [[teplota|teplotě]] – čím vyšší teplota, tím rychlejší vypařování,
+* [[teplota|teplotě kapaliny a okolí]] – čím vyšší teplota, tím rychlejší vypařování,
 * [[obsah|velikosti povrchu]] – čím větší povrch, tím rychlejší vypařování,
 * na vlastnostech [[kapalina|kapaliny]] (na přitažlivých [[síla|silách]] mezi [[částice]]mi kapaliny),
-* na [[pohyb]]u plynu nad kapalinou,
+* na pohybu plynu nad kapalinou,
 * na [[tenze par|tlaku par]] plynu nad kapalinou.
 === Fázový diagram pro vypařování ===
-[[Soubor:Fazovy diagram vyparovani.svg|thumb|Fázový diagram ''p-V'' pro vypařování.]]
+[[Soubor:Fazovy diagram vyparovani.svg|náhled|Fázový diagram ''p-V'' pro vypařování.]]
 Na příkladu [[fázový diagram|diagramu]] <math>p-V</math> je vidět, že [[Fázový přechod|fázová přeměna]] kapaliny v páru je provázena změnou [[objem]]u. Objem kapaliny <math>V_1</math> před fázovou změnou (bod ''1'' na [[:Soubor:Fazovy diagram vyparovani.svg|obrázku]]) je tedy odlišný od objemu plynu <math>V_2</math> po fázové změně (bod ''2'' na [[:Soubor:Fazovy diagram vyparovani.svg|obrázku]]). Při vypařování se objem vždy zvětšuje, tzn. <math>V_2>V_1</math>. Při vypařování za stálého [[tlak]]u se [[teplota]] nemění. [[izobarický děj|Izobarické]] vypařování je tedy současně také [[izotermický děj|izotermické]].
-Na [[:Soubor:Fazovy diagram vyparovani.svg|obrázku]] se čára ''a'' nazývá ''dolní mezní čára'', čára ''b'' je označována jako ''horní mezní čára''. Bod ''K'' se nazývá [[kritický bod]] a <math>p_k</math> je [[kritický tlak]]. Čára ''c'' označuje [[izotermický děj|izotermickou]] [[expanze|expanzi]] kapaliny, ''d'' vypařování kapaliny (děj [[izobarický děj|izobaricko]]-[[izotermický děj|izotermický]]), ''e'' je pak [[izotermický děj|izotermická]] [[expanze]] [[nasycená pára|nasycené páry]] ze stavu ''2'' na [[přehřátá pára|přehřátou páru]]. Čára ''f'' pro přehřátou kapalinu a čára ''g'' pro přechlazenou (podchlazenou) páru označují [[nestabilita|nestabilní]] (metastabilní) stavy. Oblast ''A'' je ''oblastí kapaliny'', ''B'' je ''oblastí přehřáté páry'' a ''C'' je ''oblastí sycení''.
+Na [[:Soubor:Fazovy diagram vyparovani.svg|obrázku]] se čára ''a'' nazývá ''dolní mezní čára'', čára ''b'' je označována jako ''horní mezní čára''. Bod ''K'' se nazývá [[kritický bod]] a <math>p_k</math> je [[kritický tlak]]. Čára ''c'' označuje [[izotermický děj|izotermickou]] expanzi kapaliny, ''d'' vypařování kapaliny (děj [[izobarický děj|izobaricko]]-[[izotermický děj|izotermický]]), ''e'' je pak [[izotermický děj|izotermická]] expanze [[Sytá pára|nasycené páry]] ze stavu ''2'' na [[přehřátá pára|přehřátou páru]]. Čára ''f'' pro přehřátou kapalinu a čára ''g'' pro přechlazenou (podchlazenou) páru označují [[nestabilita|nestabilní]] (metastabilní) stavy. Oblast ''A'' je ''oblastí kapaliny'', ''B'' je ''oblastí přehřáté páry'' a ''C'' je ''oblastí sycení''.
 Horní mezní čára je čarou nasycené páry, což představuje konec vypařování nebo naopak počátek [[Kapalnění|kondenzace]]. Dolní mezní čára je hranicí oblasti samostatné kapaliny, jde tedy o možný počátek vypařování nebo konec kondenzace. Mezi dolní a horní mezní čarou dochází k samotné fázové přeměně, během níž existuje současně kapalina i pára, tzn. jde o [[směs]] dvou [[fáze (termodynamika)|fází]]. Při postupu od bodu ''1'' k bodu ''2'' bude tato směs obsahovat stále více páry a méně kapaliny. Poměr [[hmotnost]]i páry ve směsi k celkové hmotnosti směsi se nazývá '''suchost'''.
@@ Řádek 31: / Řádek 38: @@
 Mezi [[molární skupenské teplo|molárním skupenským vypařovacím teplem]] a [[teplota varu|teplotou varu]] (v [[kelvin]]ech) za [[normální tlak|normálního atmosférického tlaku]] platí tzv. '''Troutonovo pravidlo''' (též '''Pictetovo-Troutonovo pravidlo''')
 :<math>\frac{L_v}{T_v} \approx 87-88 \frac{J}{K mol}</math>
+== Reference ==
+<references />
 == Související články ==
-{{Wikislovník|vypařování}}
 * [[Transpirace]]
 * [[Termodynamika]]
@@ Řádek 44: / Řádek 54: @@
 * [[Globální stmívání#Vypařování vody|Globální stmívání → Vypařování vody]]
 * [[Sušení]]
+== Externí odkazy ==
+* {{Commonscat}}
+* {{Wikislovník|heslo=vypařování}}
+{{Autoritní data}}
 [[Kategorie:Fázové přeměny]]