Kinetiese Teorie
Die verdampingsproses kan met behulp van kinetiese teorie verduidelik word. Soos gasmolekules, beweeg watermolekules ook. Die verskil is dat watermolekules nie kan skei nie, omdat die aantrekkingskragte tussen hulle steeds in staat is om hulle bymekaar te hou. In teenstelling hiermee is die aantrekkingskragte tussen gasmolekules baie swak, dus kan gasmolekules nie aan mekaar kleef nie. Wanneer watermolekules beweeg, het hulle spoed. Sommige watermolekules het hoë snelhede, terwyl ander lae snelhede het. Die verspreiding van watermolekulesnelhede lyk soos die Maxwell-verspreiding.
Verdamping vind plaas wanneer die spoed van die watermolekules groot genoeg is, sodat die aantrekkingskrag tussen die watermolekules hulle nie bymekaar kan hou nie. Soortgelyk aan 'n vuurpyl wat die ruimte in beweeg, is die spoed van die vuurpyl groot genoeg sodat die aarde se swaartekrag dit nie kan keer om op aarde te bly nie. Daar moet kennis geneem word dat slegs molekules met hoë snelhede aan die aantrekkingskragte tussen molekules kan ontsnap. Molekules met lae snelhede kombineer steeds om water te vorm.
Watermolekules het massa en spoed of snelheid, sodat watermolekules kinetiese energie het (EK = 1/2 mv² ) . Watermolekules met hoë snelhede het groter kinetiese energie as watermolekules met lae snelhede. Dus kan gesê word dat watermolekules wat die aantrekkingskragte tussen molekules (watermolekules wat in stoom verander) kan ontsnap, redelik groot kinetiese energie het. Gewoonlik neem die kinetiese energie van watermolekules toe soos die watertemperatuur styg. As die watertemperatuur hoog genoeg is, neem die kinetiese energie van watermolekules toe. Dus sal meer water in stoom verander. Dit is in ooreenstemming met navorsingsresultate wat toon dat die verdampingstempo gewoonlik groter is by hoë temperature.
Wanneer ons nat klere in die son droogmaak, absorbeer die nat klere die hitte wat deur die son uitgestraal word. Die bykomende energie van die son veroorsaak dat die kinetiese energie van die watermolekules in die klere toeneem. Omdat die kinetiese energie toeneem, beweeg die watermolekules vinniger (die spoed van die watermolekules neem toe). Sodra hul spoed of kinetiese energie 'n sekere waarde bereik, kan die watermolekules die aantrekkingskragte tussen die watermolekules ontsnap en dan in stoom verander. Dit is belangrik om daarop te let dat die droging van nat klere nie net deur die bykomende hitte van die son beïnvloed word nie. Nat klere kan ook droog word as gevolg van die bykomende hitte van die warm lug rondom die klere (hitte-oordrag deur geleiding van die lug na die nat klere).
Op 'n warm dag word die grond of vloer vinniger warm. Die grond word vinnig warm omdat die spesifieke hitte daarvan redelik groot is. Die grond verhit die lug daarbo (in hierdie geval vind hitte-oordrag deur geleiding plaas). Die warm lug sit uit (die digtheid daarvan neem af) en beweeg opwaarts. Wanneer dit oor nat klere beweeg, bots die lugmolekules met die watermolekules in die klere. Die watermolekules beweeg vinniger. Omdat hulle vinniger beweeg, neem die kinetiese energie van die watermolekules toe. Die vinnig bewegende watermolekules bots met ander watermolekules. Omdat hulle voortdurend deur lugmolekules gebots word, beweeg die watermolekules vinniger (hul kinetiese energie neem toe).
Sodra hul spoed of kinetiese energie 'n sekere waarde bereik, kan die vinnig bewegende watermolekules die aantrekkingskrag tussen die molekules ontsnap en in stoom verander... Die kinetiese energie van watermolekules of lugmolekules is nou verwant aan temperatuur. As die kinetiese energie van watermolekules groot is, dan is die watertemperatuur terselfdertyd hoog. Of andersom, wanneer die watertemperatuur hoog is, moet die kinetiese energie van watermolekules groot wees. Kinetiese energie hou ook verband met spoed. Hoe groter die kinetiese energie van die molekules, hoe groter die spoed van die molekules. Of omgekeerd, hoe groter die spoed van die molekules, hoe groter die kinetiese energie van die molekules.
Wat van warm water? Warm water het 'n hoë temperatuur. Omdat die watertemperatuur hoog is, het die watermolekules in die water 'n groot gemiddelde kinetiese energie. Omdat die gemiddelde kinetiese energie van watermolekules groot is, het baie watermolekules hoë snelhede (baie watermolekules beweeg vinnig). Watermolekules wat 'n hoë spoed het, kan ontsnap aan die aantrekkingskragte tussen molekules en in stoom verander. Slegs watermolekules met 'n hoë spoed (watermolekules met groot kinetiese energie) ontsnap in stoom, terwyl watermolekules met 'n lae spoed (watermolekules met klein kinetiese energie) nie in stoom verander nie. Dus, wanneer watermolekules met 'n hoë spoed in stoom verander, word die gemiddelde kinetiese energie van die watermolekules wat bymekaar bly, kleiner. Hoe kleiner die gemiddelde kinetiese energie, hoe laer die watertemperatuur (die water word kouer). Gebaseer op hierdie kort beskrywing, kan gesê word dat verdamping 'n verkoelingsproses is.
Die afkoelproses wat deur verdamping veroorsaak word, is 'n algemene verskynsel in die alledaagse lewe. Wanneer die lug redelik warm is, absorbeer die liggaam baie hitte. Om 'n konstante liggaamstemperatuur te handhaaf, stel die liggaam tipies hitte deur sweet vry. Omdat sweet addisionele hitte van die son en die omliggende lug ontvang, neem die kinetiese energie van die sweetmolekules toe. Omdat die kinetiese energie van die sweetmolekules toeneem, neem die spoed van die sweetmolekules toe. Die sweetmolekules verander in damp. Wanneer sweet verdamp, voel die liggaam koel. Hier is nog 'n voorbeeld... Gewoonlik voel ons liggaam koel na 'n stort. Dit is omdat die water wat aan die oppervlak van die vel kleef, verdamping ondergaan.
Die verdampingsproses wat hierbo beskryf word, vind elke dag plaas. Seewater, meerwater en rivierwater kan ook verdamp…
Dampdruk
Wat hier met stoom bedoel word, is waterdamp. Kyk na die prentjie. 'n Geslote houer gevul met water (neem aan dat die lug in die houer verwyder is). Volgens kinetiese teorie beweeg watermolekules altyd. Wanneer watermolekules beweeg, het hulle spoed en kinetiese energie. Watermolekules wat voldoende spoed en kinetiese energie het, kan ontsnap uit die aantrekkingskragte tussen watermolekules en in stoom verander... Dieselfde proses vind plaas met die watermolekules in die houer langsaan. Met verloop van tyd verander meer en meer watermolekules in stoom. Omdat die houer toe is, kan die watermolekules wat in stoom verander het, nie in die atmosfeer ontsnap nie (die molekules word in die houer vasgevang). Die aantal watermolekules wat in stoom verander, is groot genoeg sodat daar 'n moontlikheid van botsings tussen die molekules en die wande van die houer is.
Sommige van die molekules wat die wande van die houer tref, sal teruggekaats word na die oppervlak van die water en saamsmelt om water te vorm. Hierdie proses herhaal voortdurend. Met verloop van tyd sal meer en meer watermolekules in damp verander (van vloeistof na damp verander). Terselfdertyd sal sommige van die molekules wat die wande van die houer tref, terug in water verander (van damp na vloeistof verander). As die aantal molekules wat van vloeistof na damp verander gelyk is aan die aantal molekules wat van damp na vloeistof verander, sal ewewig plaasvind. Wanneer ewewig plaasvind, word gesê dat die bokant van die houer wat damp bevat, versadig is... Die dampdruk in die versadigde gebied staan bekend as versadigde dampdruk.
Die verandering van vloeistof na damp word verdamping genoem. Die verandering van damp na vloeistof word kondensasie genoem. Let daarop dat versadigde dampdruk slegs van temperatuur afhang en nie van volume nie. Soos watertemperatuur toeneem, neem die kinetiese energie van die watermolekules toe.
Die kinetiese energie van die watermolekules neem toe sodat die spoed van die watermolekules moet toeneem. Op hierdie manier sal meer en meer molekules met hoë spoed in damp verander (toestand van vloeistof na damp verander). Omdat die volume van die houer vas is, hang die dampdruk slegs af van die aantal molekules (N) en spoed (v).
Hoe meer molekules (hoe groter N) wat na damp omskakel en hoe hoër die spoed van hierdie molekules (hoe groter v), hoe meer neem die dampdruk toe. Dus sal ewewig by 'n hoër dampdruk plaasvind. Daarom sal die versadigde dampdruk ook toeneem. Versadigde dampdruk bestaan slegs wanneer ewewig bereik word. Die volgende toon die verandering in die versadigde dampdruk van water met temperatuur.
Dampdruk hang af van volume, maar versadigde dampdruk nie. As die volume van 'n houer toeneem of afneem, sal ewewig uiteindelik bereik word. Die illustrasie hierbo is bloot om jou te lei om die versadigde dampdruk wat in die atmosfeer voorkom, te verstaan. Die verskil is dat ons in die vorige illustrasie aangeneem het dat daar geen lug in die deel van die houer was wat nie water bevat het nie. Daarom was die deel van die houer wat nie water bevat het nie, slegs deur waterdamp beset. In teenstelling hiermee is die aarde se oppervlak altyd met lug gevul. Botsings tussen dampmolekules en ander gasmolekules verleng slegs die tyd wat dit neem vir ewewig om ewewig te bereik. Ewewig sal egter uiteindelik bereik word wanneer die aantal watermolekules wat in damp verander, gelyk is aan die aantal dampmolekules wat in water verander.
