Teoria Kinetike
Procesi i avullimit mund të shpjegohet duke përdorur teorinë kinetike. Ashtu si molekulat e gazit, edhe molekulat e ujit lëvizin. Dallimi është se molekulat e ujit nuk mund të ndahen sepse forcat tërheqëse midis tyre janë ende në gjendje t'i mbajnë ato së bashku. Në të kundërt, forcat tërheqëse midis molekulave të gazit janë shumë të dobëta, kështu që molekulat e gazit nuk mund të ngjiten së bashku. Kur lëvizin, molekulat e ujit kanë shpejtësi. Disa molekula uji kanë shpejtësi të lartë, ndërsa të tjerat kanë shpejtësi të ulët. Shpërndarja e shpejtësive të molekulave të ujit i ngjan shpërndarjes së Maksuellit.
Avullimi ndodh kur shpejtësia e molekulave të ujit është mjaftueshëm e madhe, në mënyrë që forca tërheqëse midis molekulave të ujit të mos jetë në gjendje t'i mbajë ato së bashku. Ngjashëm me një raketë që lëviz në hapësirë, shpejtësia e raketës është mjaftueshëm e madhe në mënyrë që forca gravitacionale e tokës të mos jetë në gjendje ta frenojë atë të qëndrojë në tokë. Duhet theksuar se vetëm molekulat që kanë shpejtësi të mëdha janë në gjendje të shpëtojnë nga forcat tërheqëse midis molekulave. Molekulat me shpejtësi të vogla përsëri kombinohen për të formuar ujin.
Molekulat e ujit kanë masë dhe shpejtësi ose shpejtësi, kështu që molekulat e ujit kanë energji kinetike (EK = 1/2 mv 2 ). Molekulat e ujit që kanë shpejtësi të lartë kanë energji kinetike më të madhe se molekulat e ujit që kanë shpejtësi të ulët. Kështu, mund të thuhet se molekulat e ujit që mund t'i shpëtojnë forcave tërheqëse midis molekulave (molekulat e ujit që shndërrohen në avull) kanë energji kinetike mjaft të madhe. Zakonisht energjia kinetike e molekulave të ujit rritet me rritjen e temperaturës së ujit. Nëse temperatura e ujit është mjaft e lartë, energjia kinetike e molekulave të ujit rritet. Kështu, më shumë ujë do të shndërrohet në avull. Kjo është në përputhje me rezultatet e hulumtimit që tregojnë se shkalla e avullimit është zakonisht më e madhe në temperatura të larta.
Kur thajmë rrobat e lagura në diell, rrobat e lagura thithin nxehtësinë e emetuar nga dielli. Energjia shtesë nga dielli shkakton rritjen e energjisë kinetike të molekulave të ujit në rroba. Për shkak se energjia kinetike rritet, molekulat e ujit lëvizin më shpejt (shpejtësia e molekulave të ujit rritet). Pasi shpejtësia ose energjia kinetike e tyre arrin një vlerë të caktuar, molekulat e ujit mund t'i shpëtojnë forcave tërheqëse midis molekulave të ujit dhe pastaj të shndërrohen në avull. Është e rëndësishme të theksohet se tharja e rrobave të lagura nuk ndikohet vetëm nga nxehtësia shtesë nga dielli. Rrobat e lagura mund të thahen edhe për shkak të nxehtësisë shtesë nga ajri i ngrohtë rreth rrobave (transferimi i nxehtësisë me anë të përçueshmërisë nga ajri në rrobat e lagura).
Në një ditë të nxehtë, toka ose dyshemeja nxehet më shpejt. Toka nxehet shpejt sepse nxehtësia e saj specifike është mjaft e madhe. Toka ngroh ajrin sipër saj (në këtë rast, transferimi i nxehtësisë ndodh me përçueshmëri). Ajri i nxehtë zgjerohet (dendësia e tij zvogëlohet) dhe lëviz lart. Kur kalon mbi rroba të lagura, molekulat e ajrit përplasen me molekulat e ujit në rroba. Molekulat e ujit lëvizin më shpejt. Për shkak se ato lëvizin më shpejt, energjia kinetike e molekulave të ujit rritet. Molekulat e ujit që lëvizin shpejt përplasen me molekula të tjera uji. Për shkak se ato përplasen vazhdimisht nga molekulat e ajrit, molekulat e ujit lëvizin më shpejt (energjia e tyre kinetike rritet).
Pasi shpejtësia ose energjia kinetike e tyre arrin një vlerë të caktuar, molekulat e ujit që lëvizin me shpejtësi mund t'i shpëtojnë tërheqjes midis molekulave dhe të shndërrohen në avull… Energjia kinetike e molekulave të ujit ose e molekulave të ajrit është e lidhur ngushtë me temperaturën. Nëse energjia kinetike e molekulave të ujit është e madhe, atëherë në të njëjtën kohë temperatura e ujit është e lartë. Ose anasjelltas, kur temperatura e ujit është e lartë, energjia kinetike e molekulave të ujit duhet të jetë e madhe. Energjia kinetike është gjithashtu e lidhur me shpejtësinë. Sa më e madhe të jetë energjia kinetike e molekulave, aq më e madhe është shpejtësia e molekulave. Ose anasjelltas, sa më e madhe të jetë shpejtësia e molekulave, aq më e madhe është energjia kinetike e molekulave.
Po uji i nxehtë? Uji i nxehtë ka një temperaturë të lartë. Meqenëse temperatura e ujit është e lartë, molekulat e ujit në ujë kanë një energji kinetike mesatare të madhe. Meqenëse energjia kinetike mesatare e molekulave të ujit është e madhe, shumë molekula uji kanë shpejtësi të lartë (shumë molekula uji lëvizin shpejt). Molekulat e ujit që kanë shpejtësi të lartë mund të shpëtojnë nga forcat tërheqëse midis molekulave dhe të shndërrohen në avull. Vetëm molekulat e ujit me shpejtësi të lartë (molekulat e ujit me energji kinetike të madhe) shpëtojnë në avull, ndërsa molekulat e ujit me shpejtësi të ulët (molekulat e ujit me energji kinetike të vogël) nuk shndërrohen në avull. Kështu, kur molekulat e ujit me shpejtësi të lartë shndërrohen në avull, energjia kinetike mesatare e molekulave të ujit që qëndrojnë së bashku bëhet më e vogël. Sa më e vogël të jetë energjia kinetike mesatare, aq më e ulët është temperatura e ujit (uji bëhet më i ftohtë). Bazuar në këtë përshkrim të shkurtër, mund të thuhet se avullimi është një proces ftohjeje.
Procesi i ftohjes i shkaktuar nga avullimi është një dukuri e zakonshme në jetën e përditshme. Kur ajri është mjaft i nxehtë, trupi thith shumë nxehtësi. Për të mbajtur një temperaturë konstante të trupit, trupi zakonisht çliron nxehtësi përmes djersës. Meqenëse djersa merr nxehtësi shtesë nga dielli dhe ajri përreth, energjia kinetike e molekulave të djersës rritet. Meqenëse energjia kinetike e molekulave të djersës rritet, shpejtësia e molekulave të djersës rritet. Molekulat e djersës shndërrohen në avull. Kur djersa avullon, trupi ndihet i freskët. Ja një shembull tjetër... Zakonisht pas një dushi, trupi ynë ndihet i freskët. Kjo ndodh sepse uji që ngjitet në sipërfaqen e lëkurës avullohet.
Procesi i avullimit i përshkruar më sipër ndodh çdo ditë. Uji i detit, uji i liqenit dhe uji i lumit gjithashtu mund të avullojë…
Presioni i Avujve
Ajo që nënkuptohet me avull këtu është avujt e ujit. Vëzhgoni figurën. Një enë e mbyllur e mbushur me ujë (supozoni se ajri në enë është hequr). Sipas teorisë kinetike, molekulat e ujit janë gjithmonë në lëvizje. Kur lëvizin, molekulat e ujit kanë shpejtësi dhe energji kinetike. Molekulat e ujit që kanë shpejtësi dhe energji kinetike të mjaftueshme mund të shpëtojnë nga forcat tërheqëse midis molekulave të ujit dhe të shndërrohen në avull... I njëjti proces ndodh me molekulat e ujit në enën pranë saj. Me kalimin e kohës, gjithnjë e më shumë molekula uji shndërrohen në avull. Për shkak se ena është e mbyllur, molekulat e ujit që janë shndërruar në avull nuk mund të shpëtojnë në atmosferë (molekulat janë të bllokuara në enë). Numri i molekulave të ujit që shndërrohen në avull është mjaft i madh saqë ekziston mundësia e përplasjeve midis molekulave dhe mureve të enës.
Disa nga molekulat që godasin muret e enës do të reflektohen përsëri në sipërfaqen e ujit dhe do të kombinohen për të formuar ujin. Ky proces përsëritet vazhdimisht. Me kalimin e kohës, gjithnjë e më shumë molekula uji do të shndërrohen në avull (do të kalojnë nga lëngu në avull). Në të njëjtën kohë, disa nga molekulat që godasin muret e enës do të shndërrohen përsëri në ujë (do të kalojnë nga avulli në lëng). Nëse numri i molekulave që kalojnë nga lëngu në avull është i barabartë me numrin e molekulave që kalojnë nga avulli në lëng, atëherë do të ndodhë ekuilibri. Kur ndodh ekuilibri, pjesa e sipërme e enës që përmban avull thuhet se është e ngopur… Presioni i avullit në rajonin e ngopur njihet si presion i avullit të ngopur.
Kalimi nga lëngu në avull quhet avullim. Kalimi nga avulli në lëng quhet kondensim. Vini re se presioni i avullit të ngopur varet vetëm nga temperatura dhe jo nga vëllimi. Ndërsa temperatura e ujit rritet, rritet edhe energjia kinetike e molekulave të ujit.
Energjia kinetike e molekulave të ujit rritet në mënyrë që shpejtësia e molekulave të ujit të rritet. Në këtë mënyrë, gjithnjë e më shumë molekula me shpejtësi të lartë do të shndërrohen në avull (do të ndryshojnë gjendjen nga lëngu në avull). Meqenëse vëllimi i enës është i fiksuar, presioni i avullit varet vetëm nga numri i molekulave (N) dhe shpejtësia (v).
Sa më shumë molekula (aq më i madh është N) që shndërrohen në avull dhe sa më e lartë të jetë shpejtësia e këtyre molekulave (aq më i madh është v), aq më shumë rritet presioni i avullit. Kështu, ekuilibri do të ndodhë në një presion më të lartë të avullit. Prandaj, presioni i avullit të ngopur gjithashtu do të rritet. Presioni i avullit të ngopur ekziston vetëm kur arrihet ekuilibri. Më poshtë tregohet ndryshimi në presionin e avullit të ngopur të ujit me temperaturën.
Presioni i avullit varet nga vëllimi, por presioni i avullit të ngopur jo. Nëse vëllimi i një ene rritet ose ulet, ekuilibri përfundimisht do të arrihet. Ilustrimi i mësipërm është thjesht për t'ju udhëzuar për të kuptuar presionin e avullit të ngopur që ndodh në atmosferë. Dallimi është se, në ilustrimin e mëparshëm, supozuam se nuk kishte ajër në pjesën e enës që nuk përmbante ujë. Prandaj, pjesa e enës që nuk përmbante ujë ishte e zënë vetëm nga avujt e ujit. Në të kundërt, sipërfaqja e Tokës është gjithmonë e mbushur me ajër. Përplasjet midis molekulave të avullit dhe molekulave të tjera të gazit vetëm sa zgjasin kohën që duhet që ekuilibri të arrijë ekuilibrin. Megjithatë, ekuilibri përfundimisht do të arrihet kur numri i molekulave të ujit që shndërrohen në avull është i barabartë me numrin e molekulave të avullit që shndërrohen në ujë.
