Teorija Kinetika
Il-proċess ta' evaporazzjoni jista' jiġi spjegat bl-użu tat-teorija kinetika. Bħall-molekuli tal-gass, il-molekuli tal-ilma jiċċaqalqu wkoll. Id-differenza hija li l-molekuli tal-ilma ma jistgħux jisseparaw għax il-forzi attraenti bejniethom xorta jistgħu jżommuhom flimkien. B'kuntrast, il-forzi attraenti bejn il-molekuli tal-gass huma dgħajfa ħafna, għalhekk il-molekuli tal-gass ma jistgħux jeħlu flimkien. Meta jiċċaqalqu, il-molekuli tal-ilma jkollhom veloċità. Xi molekuli tal-ilma jkollhom veloċitajiet għoljin, filwaqt li oħrajn ikollhom veloċitajiet baxxi. Id-distribuzzjoni tal-veloċitajiet tal-molekuli tal-ilma tixbaħ id-distribuzzjoni ta' Maxwell.
L-evaporazzjoni sseħħ meta l-veloċità tal-molekuli tal-ilma tkun kbira biżżejjed, sabiex il-forza attraenti bejn il-molekuli tal-ilma ma tkunx tista' żżommhom flimkien. Simili għal rokit li jiċċaqlaq fl-ispazju, il-veloċità tar-rokit hija kbira biżżejjed sabiex il-forza gravitazzjonali tad-dinja ma tkunx tista' trażżnu milli jibqa' fuq id-dinja. Ta' min jinnota li molekuli li għandhom veloċitajiet kbar biss jistgħu jaħarbu mill-forzi attraenti bejn il-molekuli. Molekuli b'veloċitajiet żgħar xorta jingħaqdu biex jiffurmaw l-ilma.
Il-molekuli tal-ilma għandhom massa u veloċità jew veloċità sabiex il-molekuli tal-ilma jkollhom enerġija kinetika (EK = 1/2 mv 2 ). Il-molekuli tal-ilma li għandhom veloċitajiet għoljin għandhom enerġija kinetika akbar mill-molekuli tal-ilma li għandhom veloċitajiet baxxi. Għalhekk, jista' jingħad li l-molekuli tal-ilma li jistgħu jaħarbu mill-forzi attraenti bejn il-molekuli (molekuli tal-ilma li jinbidlu f'fwar) għandhom enerġija kinetika pjuttost kbira. Normalment l-enerġija kinetika tal-molekuli tal-ilma tiżdied hekk kif tiżdied it-temperatura tal-ilma. Jekk it-temperatura tal-ilma tkun għolja biżżejjed, l-enerġija kinetika tal-molekuli tal-ilma tiżdied. Għalhekk, aktar ilma jinbidel f'fwar. Dan huwa skont ir-riżultati tar-riċerka li juru li r-rata ta' evaporazzjoni ġeneralment tkun akbar f'temperaturi għoljin.
Meta nnixxfu ħwejjeġ imxarrbin fix-xemx, il-ħwejjeġ imxarrbin jassorbu s-sħana li toħroġ mix-xemx. L-enerġija addizzjonali mix-xemx tikkawża li l-enerġija kinetika tal-molekuli tal-ilma fil-ħwejjeġ tiżdied. Minħabba li l-enerġija kinetika tiżdied, il-molekuli tal-ilma jiċċaqalqu aktar malajr (il-veloċità tal-molekuli tal-ilma tiżdied). Ladarba l-veloċità jew l-enerġija kinetika tagħhom tilħaq ċertu valur, il-molekuli tal-ilma jistgħu jaħarbu mill-forzi attraenti bejn il-molekuli tal-ilma, imbagħad jinbidlu f'fwar. Huwa importanti li wieħed jinnota li t-tnixxif tal-ħwejjeġ imxarrbin mhux biss huwa influwenzat mis-sħana addizzjonali mix-xemx. Il-ħwejjeġ imxarrbin jistgħu jinxfu wkoll minħabba s-sħana addizzjonali mill-arja sħuna madwar il-ħwejjeġ (trasferimenti tas-sħana permezz ta' konduzzjoni mill-arja għall-ħwejjeġ imxarrbin).
F'ġurnata sħuna, l-art jew l-art tissaħħan aktar malajr. L-art tissaħħan malajr għax is-sħana speċifika tagħha hija pjuttost kbira. L-art issaħħan l-arja fuqha (f'dan il-każ, it-trasferiment tas-sħana jseħħ permezz ta' konduzzjoni). L-arja sħuna tespandi (id-densità tagħha tonqos) u tiċċaqlaq 'il fuq. Meta tgħaddi minn fuq ħwejjeġ imxarrbin, il-molekuli tal-arja jaħbtu mal-molekuli tal-ilma fil-ħwejjeġ. Il-molekuli tal-ilma jiċċaqalqu aktar malajr. Minħabba li jiċċaqalqu aktar malajr, l-enerġija kinetika tal-molekuli tal-ilma tiżdied. Il-molekuli tal-ilma li jiċċaqalqu malajr jaħbtu ma' molekuli oħra tal-ilma. Minħabba li l-molekuli tal-arja jaħbtu kontinwament magħhom, il-molekuli tal-ilma jiċċaqalqu aktar malajr (l-enerġija kinetika tagħhom tiżdied).
Ladarba l-veloċità jew l-enerġija kinetika tagħhom tilħaq ċertu valur, il-molekuli tal-ilma li jiċċaqalqu malajr jistgħu jaħarbu mill-attrazzjoni bejn il-molekuli u jinbidlu f'fwar... L-enerġija kinetika tal-molekuli tal-ilma jew tal-molekuli tal-arja hija relatata mill-qrib mat-temperatura. Jekk l-enerġija kinetika tal-molekuli tal-ilma hija kbira, allura fl-istess ħin it-temperatura tal-ilma tkun għolja. Jew viċi versa, meta t-temperatura tal-ilma tkun għolja, l-enerġija kinetika tal-molekuli tal-ilma trid tkun kbira. L-enerġija kinetika hija wkoll relatata mal-veloċità. Iktar ma tkun kbira l-enerġija kinetika tal-molekuli, iktar tkun kbira l-veloċità tal-molekuli. Jew bil-maqlub, iktar ma tkun kbira l-veloċità tal-molekuli, iktar tkun kbira l-enerġija kinetika tal-molekuli.
Xi ngħidu dwar l-ilma sħun? L-ilma sħun għandu temperatura għolja. Minħabba li t-temperatura tal-ilma hija għolja, il-molekuli tal-ilma fl-ilma għandhom enerġija kinetika medja kbira. Minħabba li l-enerġija kinetika medja tal-molekuli tal-ilma hija kbira, ħafna molekuli tal-ilma għandhom veloċitajiet għoljin (ħafna molekuli tal-ilma jiċċaqalqu malajr). Molekuli tal-ilma li għandhom veloċità għolja jistgħu jaħarbu mill-forzi attraenti bejn il-molekuli u jinbidlu f'fwar. Molekuli tal-ilma biss b'veloċità għolja (molekuli tal-ilma b'enerġija kinetika kbira) jaħarbu f'fwar, filwaqt li molekuli tal-ilma b'veloċità baxxa (molekuli tal-ilma b'enerġija kinetika żgħira) ma jinbidlux f'fwar. Għalhekk, meta l-molekuli tal-ilma b'veloċità għolja jinbidlu f'fwar, l-enerġija kinetika medja tal-molekuli tal-ilma li jibqgħu flimkien issir iżgħar. Iktar ma tkun żgħira l-enerġija kinetika medja, iktar tkun baxxa t-temperatura tal-ilma (l-ilma jsir aktar kiesaħ). Abbażi ta' din id-deskrizzjoni qasira, jista' jingħad li l-evaporazzjoni hija proċess ta' tkessiħ.
Il-proċess tat-tkessiħ ikkawżat mill-evaporazzjoni huwa okkorrenza komuni fil-ħajja ta' kuljum. Meta l-arja tkun pjuttost sħuna, il-ġisem jassorbi ħafna sħana. Biex iżomm temperatura kostanti tal-ġisem, il-ġisem tipikament jirrilaxxa s-sħana permezz tal-għaraq. Minħabba li l-għaraq jirċievi sħana addizzjonali mix-xemx u mill-arja tal-madwar, l-enerġija kinetika tal-molekuli tal-għaraq tiżdied. Minħabba li l-enerġija kinetika tal-molekuli tal-għaraq tiżdied, il-veloċità tal-molekuli tal-għaraq tiżdied. Il-molekuli tal-għaraq jinbidlu f'fwar. Meta l-għaraq jevapora, il-ġisem iħossu frisk. Hawn eżempju ieħor... Normalment wara doċċa, ġisimna jħossu frisk. Dan għaliex l-ilma li jeħel mal-wiċċ tal-ġilda jgħaddi minn evaporazzjoni.
Il-proċess ta' evaporazzjoni deskritt hawn fuq iseħħ kuljum. L-ilma baħar, l-ilma tal-lag, u l-ilma tax-xmajjar jistgħu wkoll jevaporaw...
Pressjoni tal-Fwar
Dak li qed nifhmu bil-fwar hawnhekk huwa fwar tal-ilma. Osserva l-istampa. Kontenitur magħluq mimli bl-ilma (nassumi li l-arja fil-kontenitur tneħħiet). Skont it-teorija kinetika, il-molekuli tal-ilma dejjem jiċċaqalqu. Meta jiċċaqalqu, il-molekuli tal-ilma jkollhom veloċità u enerġija kinetika. Molekuli tal-ilma li jkollhom veloċità u enerġija kinetika suffiċjenti jistgħu jaħarbu mill-forzi attraenti bejn il-molekuli tal-ilma u jinbidlu fi fwar... L-istess proċess iseħħ lill-molekuli tal-ilma fil-kontenitur ħdejh. Hekk kif jgħaddi ż-żmien, aktar u aktar molekuli tal-ilma jinbidlu fi fwar. Minħabba li l-kontenitur ikun magħluq, il-molekuli tal-ilma li jkunu nbidlu fi fwar ma jistgħux jaħarbu fl-atmosfera (il-molekuli jkunu maqbuda fil-kontenitur). L-għadd ta’ molekuli tal-ilma li jinbidlu fi fwar huwa kbir biżżejjed sabiex ikun hemm possibbiltà ta’ ħabtiet bejn il-molekuli u l-ħitan tal-kontenitur.
Uħud mill-molekuli li jolqtu l-ħitan tal-kontenitur se jiġu riflessi lura lejn il-wiċċ tal-ilma u jingħaqdu biex jiffurmaw l-ilma. Dan il-proċess jirrepeti ruħu kontinwament. Hekk kif jgħaddi ż-żmien, aktar u aktar molekuli tal-ilma se jinbidlu f'fwar (jinbidlu minn likwidu għal fwar). Fl-istess ħin, uħud mill-molekuli li jolqtu l-ħitan tal-kontenitur se jerġgħu lura f'ilma (jinbidlu minn fwar għal likwidu). Jekk in-numru ta' molekuli li jinbidlu minn likwidu għal fwar huwa ugwali għan-numru ta' molekuli li jinbidlu minn fwar għal likwidu, allura jseħħ ekwilibriju. Meta jseħħ ekwilibriju, il-parti ta' fuq tal-kontenitur li fih il-fwar titqies li hija saturata... Il-pressjoni tal-fwar fir-reġjun saturat hija magħrufa bħala pressjoni tal-fwar saturat.
Il-bidla minn likwidu għal fwar tissejjaħ evaporazzjoni. Il-bidla minn fwar għal likwidu tissejjaħ kondensazzjoni. Innota li l-pressjoni tal-fwar saturat tiddependi biss mit-temperatura u mhux mill-volum. Hekk kif tiżdied it-temperatura tal-ilma, tiżdied l-enerġija kinetika tal-molekuli tal-ilma.
L-enerġija kinetika tal-molekuli tal-ilma tiżdied tant li l-veloċità tal-molekuli tal-ilma trid tiżdied. B'dan il-mod, aktar u aktar molekuli b'veloċità għolja jinbidlu f'fwar (jibdlu l-istat minn likwidu għal fwar). Minħabba li l-volum tal-kontenitur huwa fiss, il-pressjoni tal-fwar tiddependi biss fuq in-numru ta' molekuli (N) u l-veloċità (v).
Iktar ma jkun hemm molekuli (akbar ikun N) li jikkonvertu għal fwar u iktar ma tkun għolja l-veloċità ta' dawn il-molekuli (akbar ikun v), iktar tiżdied il-pressjoni tal-fwar. Għalhekk, l-ekwilibriju jseħħ fi pressjoni tal-fwar ogħla. Għalhekk, il-pressjoni tal-fwar saturat tiżdied ukoll. Il-pressjoni tal-fwar saturat teżisti biss meta jintlaħaq l-ekwilibriju. Dan li ġej juri l-bidla fil-pressjoni tal-fwar saturat tal-ilma bit-temperatura.
Il-pressjoni tal-fwar tiddependi fuq il-volum, iżda l-pressjoni tal-fwar saturat ma tiddependix. Jekk il-volum ta' kontenitur jiżdied jew jonqos, eventwalment jintlaħaq l-ekwilibriju. L-illustrazzjoni ta' hawn fuq hija sempliċement biex tiggwidak biex tifhem il-pressjoni tal-fwar saturat li sseħħ fl-atmosfera. Id-differenza hija li, fl-illustrazzjoni preċedenti, assumejna li ma kienx hemm arja fil-parti tal-kontenitur li ma kienx fiha ilma. Għalhekk, il-parti tal-kontenitur li ma kienx fiha ilma kienet okkupata biss minn fwar tal-ilma. B'kuntrast, il-wiċċ tad-Dinja dejjem jimtela bl-arja. Il-ħabtiet bejn il-molekuli tal-fwar u molekuli oħra tal-gass biss itawlu l-ħin li jieħu biex l-ekwilibriju jilħaq l-ekwilibriju. Madankollu, l-ekwilibriju eventwalment jintlaħaq meta n-numru ta' molekuli tal-ilma li jinbidlu f'fwar ikun ugwali għan-numru ta' molekuli tal-fwar li jinbidlu f'ilma.
