Penyejatan

Proses penyejatan boleh dijelaskan menggunakan teori kinetik. Seperti molekul gas, molekul air juga bergerak. Perbezaannya ialah molekul air tidak boleh berselerak kerana tarikan antara molekul masih boleh menyatukannya. Sebaliknya, tarikan antara molekul gas adalah rapuh, sehingga molekul gas tidak dapat bergabung. Apabila bergerak, molekul air mempunyai halaju. Terdapat molekul air yang mempunyai kelajuan tinggi; terdapat juga molekul air yang mempunyai halaju kecil. Taburan halaju molekul air menyerupai taburan Maxwell.

Penyejatan berlaku apabila kelajuan molekul air cukup besar sehingga tarikan antara molekul air tidak dapat menahannya bersama. Sama seperti roket yang bergerak ke angkasa lepas, kelajuan roket cukup besar sehingga daya graviti bumi tidak dapat menahannya untuk kekal di bumi. Perhatikan bahawa hanya molekul dengan halaju besar yang dapat melepaskan diri daripada tarikan antara molekul. Molekul dengan kelajuan kecil kekal bersama seperti air.

Molekul air mempunyai jisim dan halaju supaya molekul air mempunyai tenaga kinetik (EK = 1/2 m v2). Molekul air berkelajuan tinggi mempunyai tenaga kinetik yang lebih tinggi daripada molekul air berkelajuan rendah. Oleh itu, ia boleh menyatakan bahawa molekul air yang boleh melepaskan diri daripada tarikan antara molekul (molekul air yang bertukar menjadi wap) mempunyai tenaga kinetik yang besar. Biasanya, tenaga kinetik molekul air meningkat dengan peningkatan suhu air. Jika suhu air cukup tinggi, tenaga kinetik molekul air meningkat; justeru, lebih banyak air akan bertukar menjadi wap. Selaras dengan hasil kajian yang menunjukkan bahawa kadar penyejatan biasanya lebih tinggi pada suhu tinggi.

Apabila kita mengeringkan pakaian basah di bawah sinar matahari, pakaian basah tersebut menyerap haba yang dipancarkan oleh matahari. Penambahan tenaga daripada matahari menyebabkan tenaga kinetik molekul air dalam pakaian meningkat. Oleh kerana tenaga kinetik meningkat, molekul air bergerak lebih pantas (kelajuan molekul air meningkat). Selepas kelajuan atau tenaga kinetik mencapai nilai tertentu, molekul air boleh melepaskan diri daripada tarikan antara molekul air, kemudian bertukar menjadi wap. Sila ambil perhatian bahawa pengeringan pakaian basah bukan sahaja dipengaruhi oleh penambahan haba daripada matahari. Pakaian basah juga boleh kering kerana haba tambahan daripada udara panas di sekeliling pakaian (haba bergerak melalui pengaliran dari udara ke pakaian basah).

Lihat juga  Momen inersia

Semasa hari yang panas, tanah menjadi lebih panas. Tanah memanaskan udara di atasnya (dalam kes ini, pemindahan haba melalui konduksi). Udara panas mengembang (ketumpatan berkurangan) dan bergerak ke atas. Apabila pakaian basah dilanggar, molekul air menumbuk molekul air di dalam pakaian. Molekul air bergerak lebih pantas, tenaga kinetik molekul air meningkat. Molekul air yang bergerak pantas melanggar molekul air lain. Kerana ia ditumbuk secara berterusan oleh molekul udara, molekul air bergerak lebih pantas (tenaga kinetik meningkat). Sebaik sahaja halaju atau tenaga kinetik mencapai nilai tertentu, molekul air yang bergerak pantas boleh melepaskan diri daripada tarikan antara molekul dan bertukar menjadi wap. Tenaga kinetik molekul air atau molekul air berkait rapat dengan suhu. Jika tenaga kinetik molekul air besar, maka pada masa yang sama suhu air tinggi. Atau sebaliknya, apabila suhu air tinggi, tenaga kinetik molekul air mestilah besar. Tenaga kinetik juga berkaitan dengan kelajuan. Semakin tinggi tenaga kinetik molekul, semakin tinggi kelajuan molekul. Atau sebaliknya, semakin tinggi kelajuan molekul, semakin tinggi tenaga kinetik molekul.

Bagaimana pula dengan air panas? Air panas mempunyai suhu yang tinggi. Disebabkan oleh suhu air yang tinggi, molekul-molekul di dalam air mempunyai tenaga kinetik yang agak purata. Disebabkan oleh tenaga kinetik purata molekul air yang agak besar, banyak molekul air mempunyai halaju yang tinggi. Molekul air mempunyai kelajuan yang tinggi dan boleh melepaskan diri daripada daya tarikan antara molekul dan bertukar menjadi wap. Molekul air halaju rendah (molekul air dengan tenaga kinetik yang sedikit) tidak bertukar menjadi wap. Oleh itu, apabila molekul air yang halaju tinggi bertukar menjadi wap, tenaga kinetik purata molekul air menjadi lebih kecil. Lebih kecil tenaga kinetik purata, lebih rendah suhu air. Berdasarkan penerangan ringkas ini, boleh dinyatakan bahawa penyejatan adalah proses penyejukan.

Lihat juga  Sifat imej yang dibentuk oleh kanta mencapah

Proses penyejukan akibat penyejatan sentiasa dialami dalam kehidupan seharian. Apabila udara cukup panas, banyak haba diserap oleh badan. Untuk memastikan suhu badan tetap, badan biasanya melepaskan haba melalui peluh. Oleh kerana peluh mendapat haba tambahan daripada matahari dan udara di sekeliling, tenaga kinetik molekul air peluh meningkat. Kerana apabila tenaga kinetik molekul air peluh meningkat, kelajuan molekul air peluh juga meningkat. Molekul peluh bertukar menjadi wap. Apabila peluh menyejat, badan terasa sejuk.

Lazimnya, selepas mandi, badan kita terasa sejuk. Ini kerana air yang melekat pada permukaan kulit mengalami proses penyejatan.

Proses penyejatan yang diterangkan sebelum ini sentiasa berlaku setiap hari. Air laut, air tasik, air sungai juga boleh meruap.

Tekanan wap

Penyejatan 1Apa yang dimaksudkan dengan wap di sini ialah wap air. Perhatikan rajah tersebut. Sebuah bekas tertutup yang berisi air (katakan udara di dalam bekas telah dikeluarkan). Menurut teori kinetik, molekul air sentiasa bergerak. Apabila bergerak, molekul air mempunyai kelajuan dan tenaga bergerak. Molekul air yang mempunyai halaju dan tenaga kinetik yang besar akan melepaskan diri daripada daya tarikan antara molekul air dan bertukar menjadi wap.

Proses yang sama berlaku dalam molekul air di dalam bekas. Seiring berjalannya waktu, semakin banyak molekul air bertukar menjadi wap. Oleh kerana bekas tertutup, molekul air yang telah bertukar menjadi wap tidak dapat keluar ke atmosfera (molekul-molekul tersebut terperangkap di dalam bekas). Jumlah molekul air yang bertukar menjadi wap agak banyak, jadi terdapat kemungkinan perlanggaran antara molekul dengan dinding bekas.

Sesetengah molekul yang menghempas dinding bekas akan dipantulkan ke arah permukaan air dan bergabung ke dalam air. Proses ini berulang secara berterusan. Seiring berjalannya waktu, semakin banyak molekul air bertukar menjadi wap (berubah dari cecair ke wap). Pada masa yang sama, sebahagian molekul yang menghempas dinding bekas akan berubah lagi menjadi air (berubah dari wap ke cecair). Jika bilangan molekul yang berubah dari cecair ke wap adalah sama dengan bilangan molekul yang berubah dari wap ke cecair, akan ada keseimbangan. Apabila keseimbangan berlaku, bahagian atas bekas yang mengandungi gas dikatakan tepu. Tekanan wap di kawasan tepu dikenali sebagai tekanan wap tepu.

Lihat juga  Momentum sudut

Perubahan bentuk daripada cecair kepada wap dipanggil penyejatan. Walau bagaimanapun, perubahan bentuk daripada wap kepada cecair dipanggil pemeluwapan. Perhatikan bahawa tekanan wap tepu bergantung sepenuhnya pada suhu dan tidak bergantung pada isipadu. Jika suhu air meningkat, tenaga kinetik molekul air meningkat.

Tenaga kinetik molekul air meningkat sehingga kelajuan molekul air mesti meningkat. Oleh itu, semakin banyak molekul berkelajuan tinggi akan bertukar menjadi wap (bertukar daripada cecair kepada wap). Oleh kerana isipadu bekas adalah tetap, tekanan wap bergantung sepenuhnya pada bilangan molekul (N) dan kelajuan (v).

Lebih banyak molekul bertukar menjadi wap dan lebih tinggi kelajuan molekul, tekanan wap juga meningkat. Oleh itu, keseimbangan akan berlaku pada tekanan wap yang lebih tinggi. Oleh itu, tekanan wap tepu juga lebih tinggi. Tekanan wap tepu hanya wujud apabila keseimbangan berlaku.

Tekanan wap bergantung pada isipadu, tetapi tekanan wap tepu tidak bergantung pada isipadu. Jika isipadu bekas meningkat atau berkurangan, keseimbangan akan berlaku. Ilustrasi di atas hanya mahu anda memahami tekanan wap tepu yang berlaku di atmosfera. Perbezaannya ialah, dalam contoh sebelumnya, kita menganggap tiada air di bahagian bekas yang tidak mengandungi air. Oleh itu, bahagian tangki yang tidak menyimpan air hanya diduduki oleh wap air. Sebaliknya, permukaan bumi sentiasa dipenuhi dengan udara. Perlanggaran antara molekul wap dan molekul gas lain hanya memanjangkan keseimbangan. Walau bagaimanapun, pada satu ketika, akan ada keseimbangan jika bilangan molekul air yang bertukar menjadi wap adalah sama dengan bilangan molekul wap yang bertukar menjadi air.

Tinggalkan komen