Miért párolog el a víz?

Az, hogy valamilyen halmazra azt mondjuk, hogy 20°C-os azt statisztikusan értjük, de egyébként vannak benne nagyobb és kisebb energiájú részecskék.

Ahogy van halmazállapot változásra elég szabadentalpia különbség akkor ez a folyamat lejátszódik.

[link]

azt kell tudni, hogy a természet mindig a szabadentalpia minimumra törekedik

a két görbe közti különbség az a szabadentalpia különbsége, ez végzi a halmazállapot változás munkáját

jól látszik, hogy 0 fok alatt a szilárd felette meg a folyékony halmazállapotnak van kisebb szabadentalpiája

ja és még annyit hozzátennék, hogy a szabadentalpiát az összes termodinamikai állapothatározó befolyásolja, tehát a nyomás a térfogat a koncentráció és a hőmérséklet együttesen határozza meg (illetve hát 3, mert a 4. az első háromból egyértelműen adódik)

tehát homogén 20°C-os víz is lehet gáz, hogyha mondjuk lecsökkentjük a nyomást

Szerintem kezdd az elején. :)

[link]

dellfil

általános és középiskolában pont azt tanítják, amit a kérdező tud

a víz 100 fokon forr, oszt ez egy empirikus megfigyelés

Boltzmann eloszlás meg ilyenek? pfff :D

amire a kérdező kíváncsi az statisztikus fizika

azt is nagyon jól látja, hogy ezt az ált és középiskolás tankönyv nem tárgyalja

Nem szabad elfelejteni azt a nem kevéssé fontos momentumot hogy a víz felületén a molekulák nincsenek olyan mélyen kötött állapotban mint a víz belsejében.

Ezek megbontásához nem kell annyi energia.

A párolgás a felületen történik a forrás viszont az egész térfogatban.

De addig is, hogy legyen némi kedved hozzá, érdemes tudni a következőket.

Az anyagok különböző hőmérsékleten különböző halmazállapotban vannak (azért ehhez hozzá kell tenni, hogy azonos nyomás mellett). A halmazállapot változáshoz energia (hő) kell (vagy ezt ad le az anyag).

A víz 1 atmoszféra nyomáson, 100 °C-nál elpárolog. Kisebb nyomás esetén alacsonyabb hőmérsékleten is. Ha pedig más hatások is érik, szintén párolog. Például, ha süti a nap, akkor a vízfelszín közelében a hőmérséklet magasabb. Egészen vékony rétege elég magas hőmérsékletű, de ezt nem veheted észre a kezeddel, mert az egyszerre nagy vízmennyiséggel érintkezik és keveri a vizet. Röviden, a víz felszíne (néhány molekula vastagságban) egészen más fizikai tulajdonságokkal rendelkezhet, mint a többi része. És innen párolog el valamennyi, a sokféle fizikai törvénynek megfelelően.

A javasolt linken ennek tudsz utánanézni részletesen és módszeresen. De csak sorban haladva, mert ha túlságosan előreszaladsz, nem fogod érteni, vagy inkább félreérted. És annál rosszabb nincs. Ha figyelmesen olvasol, még élvezetes és izgalmas részletekkel is találkozhatsz.

A vízben egymás között pattognak a molekulák. A hőmérséklet egy szám arra, hogy mennyire vadul pattognak, azaz mekkora a molekulák átlagsebessége két ütközés között. Ha 0 és 100 fok közötti a hőmérséklet, akkor a pattogás nem elég vad ahhoz, hogy elszakadjanak egymástól a molekulák a víz belsejében. Valaki mindig visszanyomja őket. Ha nagyon meglódul egy-egy molekula, az se jut messzire, megfogja a tömeg.

A víz felszínén viszont előfordul, hogy egy vízmolekulát 2-3 másik úgy seggbetosz, hogy kirepül a tömegből. Ez a párolgás. Nyilván 90 fokon jobban párolog a víz, mint 10 fokon, mert nagyobb rúgásokat adnak egymásnak a molekulák, így többen lesznek, akik a víz felszínén kirepülnek. De belül még mindig esélytelen kiszakadni.

A forrás az, amikor a molekulák átlagsebessége olyan nagy, hogy sokan már a víz belsejében is ki tudnak szakadni a tömegből, és buborék lesz belőlük. Képzeld el úgy, mint egy pánk koncerten a pogózó embereket. Azokat már nem fogja a tömeg.

Szóval a forrás és a párolgás két különböző dolog, párologni minden folyadék tud, forrni viszont csak az, amelyik elég meleg. És olyankor persze sokkal gyorsabban is tűnik el a folyadék, mivel nem csak egy nyomorult kis rétegben tudnak a molekulák légneművé válni hanem belül is.

"A halmazállapot változáshoz energia (hő) kell (vagy ezt ad le az anyag). "

és akkor a túlhűlés jelensége? :)

szükséges de nem elégséges feltétel

Foglaljuk össze relatíve röviden és közérthetően...

Ha folyékony vizet látsz, az nem egy adott testnek felel meg. Sok-sok apró részecske alkotja, amelyek kapcsolatban állnak egymással - ütköznek, rezegnek, "gurulnak egymáson".

Most képzelj el 3-4 embert, akik nagy labdákkal a kezükben egymásnak ugrálnak. Előbb-utóbb lesz egy szerencsétlen, akit mindhárom egyszerre meglök és méterekkel arrébb áll meg. A három talpon maradt jelképezi a folyadékállapotú vízmolekulákat, a kilökött pedig az elpárolgó molekulát.

Egyszerűen szólva, ha a szomszédos részecskék a kaotikus mozgásuk következtében elég energiát tudnak közölni egy adott részecskével, akkor az kiszakad a környezetéből és gázfázisba kerül. És ez játszódik le milliárd-milliárd alkalommal a másodperc törtrésze alatt. Makroszkopikusan megfigyelve ezt a párolgás nevű folyamatot ismerhetjük fel.

Ennek ellentéte az, amikor a gázfázisú részecske pont a folyadékmolekulák közé csapódik be, és az intermolekuláris kölcsönhatások következtében benne is ragad. Makroszkopikusan megfigyelve ez pedig a kondenzációnak felel meg.

Amikor a kiszakadó és visszacsapódó részecskék száma megegyezik, egy dinamikus egyensúly áll be. Ezt úgy nevezzük, gőz-folyadék egyensúly. Víz esetén ez a 100% páratartalomnak felel meg, ahol látszólag a víz már nem párolog el - ez azonban tévedés. Csupán ugyanannyi távozik, mint érkezik a folyadékba.

Ahogy egyre nő a folyadék hőmérséklete, úgy egyre több részecske szakad ki egységnyi idő alatt a folyadékgázisból - tehát makroszkopikusan is az figyelhető meg, hogy fogy a folyadékszint. Mindez növeli a víz koncentrációját a gázfázisban (növeli a páratartalmat). A növekvő gázfázisú koncentráció miatt több lesz a lecsapódó részecskék száma is, és ismételten be fog állni egy dinamikus egyensúly - egy adott hőmérsékletre vonatkozó gőz-folyadék egyensúly.

Egy idő után elérünk oda, hogy ahhoz, hogy a kiszakadó részecskék számával megegyező számú részecske csapódjon be a folyadékba akkora gázfázisú koncentrációra lenne szükség, amelyet az adott nyomás-hőmérsékletviszonyok már nem tudnak biztosítani, tehát folyamatos párolgás fog végbemenni. Ez az adott nyomáshoz tartozó legalacsonyabb hőmérséklet neve forráspont.