Pytanie:
W jaki sposób woda całkowicie wyparowuje w temperaturze pokojowej?
Carl Wong
2017-10-15 16:38:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli woda wyparowuje w temperaturze pokojowej, ponieważ niewielki procent cząsteczek ma wystarczająco dużo energii, aby uciec do powietrza, to dlaczego blat kuchenny z niewielką ilością wody w końcu całkowicie wyparowuje w temperaturze pokojowej?

W układzie (szklanka wody itp.) Cząsteczki wody mają różne energie kinetyczne. Dlatego niektóre cząsteczki o wyższej energii kinetycznej są w stanie uwolnić się od masy i wyparować.
Dzieje się tak z powodu [rozpowszechnienia] (https://en.wikipedia.org/wiki/Diffusion). Nie "wyparowuje", "rozprasza się" :-)
Tak nie jest. Wciąż jest tam mikroskopijna ilość wody.
@Bdrs: Twoje wyjaśnienie nie opisuje, w jaki sposób cała woda może ostatecznie wyparować, według twojego wyjaśnienia wszystkie cząsteczki mają wystarczającą ilość energii od początku.
Chociaż rozumiem podstawowe pytanie (Dlaczego woda wyparowuje w temperaturze pokojowej?), Jestem naprawdę zdezorientowany sformułowaniem tego pytania, które w zasadzie równa mi się „Jeśli woda wyparowuje w temperaturze pokojowej, to dlaczego więcej wody wyparowuje w temperaturze pokojowej? temperatura pokojowa też? "
Pięć odpowiedzi:
Ivan Neretin
2017-10-15 18:14:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Gdy twój mały procent cząsteczek o wystarczająco dużej energii kinetycznej wyparowuje, pozostała woda w stanie ciekłym ochładza się. Ale robiąc to, odprowadza ciepło z otoczenia, a tym samym pozostaje w temperaturze pokojowej (lub w jej pobliżu), więc wciąż istnieje pewna część cząsteczek, które mogą odparować i robią to, a więcej ciepła jest przenoszone z otoczenia, i tak to trwa, aż zniknie cała woda.

Zwłaszcza niewielka ilość parującej wody nie obniży temperatury ani nie podniesie w żaden wymierny sposób wilgotności pomieszczenia.
Dziękuję za odpowiedź ! Nadal mam pytanie, ponieważ wydaje się, że wszystko zależy od _System miał na początku energię_. Skąd warstwa cząsteczek uzyskuje tę _energię początkową_? A może nierealistyczne jest wyobrażanie sobie innego przypadku? * Edytuj * [Może być odpowiedzią] (https://chemistry.stackexchange.com/a/7450/53471)?
*** Wszystko *** ma energię cieplną, chyba że zostanie schłodzone do zera absolutnego. Jeśli zrobisz to z wodą (i zapobiegniesz wymianie termicznej), to oczywiście nie wyparuje.
basseur
2017-10-15 16:49:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dzieje się tak, ponieważ szybkość parowania jest wyższa niż szybkość kondensacji.

$$ \ ce {H2O (l) < = >> H2O (g)} $$

Wynika to również z faktu, że masz system otwarty: materię i energię można wymieniać z otoczeniem. Odparowana woda może wyparować ze szkła i skroplić się w innym miejscu.

Stany agregacji nie powinny być indeksowane, nie jest to błędne, ale [zalecenia (rozdz. 2.1.)] (Https://web.archive.org/web/20131125004444/http://pac.iupac.org/publications /pac/pdf/1982/pdf/5406x1239.pdf) są różne.
Kiedy więc szybkość parowania jest równa szybkości kondensacji?
Zależy to od wielu czynników (patrz https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1440&t=water-evaporation-rate), np.temperatura powierzchni wody, temperatura powietrza, wilgotność i oczywiście powierzchnia powierzchni.Należy również wziąć pod uwagę przepływ powietrza przez powierzchnię, a także prądy wodne odprowadzające ciepło z powierzchni.
Warto też przeczytać: https://www.e-education.psu.edu/meteo3/l4_p4.html
RoyC
2017-10-16 14:06:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Woda na powierzchni nie istnieje w izolacji, ma kontakt z powietrzem i powierzchnią. Losowe cząsteczki o wyższej energii na powierzchni iw powietrzu dodadzą energii przez zderzenie z cząsteczkami wody, prowadząc niektóre z nich do ucieczki z cieczy (parowania).

Dlatego parowanie wody prowadzi do ochłodzenia powietrza i wokół niego.

Ta odpowiedź prawie trafia w sedno. Nie jest to „procent całkowitej wody”, który uciekł ze stanu ciekłego, ale procent cząsteczek wody ** wystarczająco blisko powierzchni **. Ponieważ powierzchnia zachowuje stały rozmiar (zakładając standardowy cylinder cylindryczny), obserwujemy bardziej stałą szybkość parowania (w przypadku „procentu całkowitej wody” zaobserwowalibyśmy pewien rodzaj okresu półtrwania - szybkość parowania spada do zera asymptotycznie wraz ze spadkiem ilości wody).
user53443
2017-10-16 06:23:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Powiedzmy, że $ q \ in {]} 0,100 {]} $ to minimalny procent netto objętości (lub masy), który wyparowuje w każdej sekundzie $ t $ (na każde $ t>0 $). Mówiąc „sieć”, zakładamy, że więcej cząsteczek wody opuszcza blat kuchenny niż wraca, oraz że część cząsteczek opuszczających powierzchnię w stosunku do liczby cząsteczek wracających ma stałą, dodatnią dolną granicę. (Inne odpowiedzi wyjaśniają, dlaczego jest to prawdopodobne w warunkach kuchennych).

Wtedy na jednostkę czasu pozostaje co najwyżej 100% $ q $. Tak więc po $ t $ jednostkach czasu ilość pozostałej wody wyniesie co najwyżej $ \ mathrm {a_0} \ Bigl (\ frac {100-q} {100} \ Bigr) ^ t $, gdzie $ a_0 $ to początkowa ilość. Od 100 $-q<100 $ otrzymujemy $$ \ lim_ {t \ to + \ infty} \, \ mathrm {a_0} \ Bigl (\ frac {100-q} {100} \ Bigr) ^ t \ = \ 0 \, . $$ W szczególności po pewnym czasie ilość wody będzie mniejsza niż minimalna możliwa ilość (objętość jednej $ \ mathrm {H} _2 \ mathrm {O} $ cząsteczki lub jej masy, uproszczona, oczywiście).

Jeśli przyjęte założenie nie jest poprawne (powiedzmy, z powodu dużej wilgotności gdzieś w Azji), wynik byłby błędny: woda NIE wyparuje całkowicie.

(Należy odłożyć na bok. Zauważ, że powyższe matematyczne podejście jest dużym uproszczeniem. Aby uzyskać bardziej realistyczny model parowania, powinniśmy wziąć pod uwagę, że parowanie zachodzi tylko z powierzchni, a nie z całej objętości, i że zarówno powierzchnia, jak i objętość zmieniają się w czasie. Należy również pamiętać, że nawet w ciągu jednej sekundy zmienia się szybkość parowania).

Myślę, że to ignoruje fizyczny aspekt pytania. Wydaje mi się, że pytanie brzmi: „Woda Wehna paruje, to dlatego, że wysokoenergetyczne cząsteczki opuszczają ciało cieczy. OK, ale kiedy już wszystkie znikną, dlaczego parowanie nie ustaje?”
@DavidRicherby Pytanie nie mówi tego w ten sposób. To, co napisałeś, jest twoją czysto subiektywną * interpretacją * pytania.
Pytanie dotyczy niewielkiego odsetka cząsteczek, które mają wystarczającą ilość energii, aby uciec, i dotyczy tego, jak woda jest w stanie całkowicie wyparować. Powiedziawszy, że rozumieją, w jaki sposób cząsteczki energetyczne są w stanie uciec, z pewnością naturalną interpretacją jest pytanie, w jaki sposób mogą uciec również te nieenergetyczne.
@DavidRicherby Tobie wydaje się to „naturalne” tylko subiektywnie, ale innym niekoniecznie. Jeśli chcesz zastosować własną interpretację, napisz własną odpowiedź.
Nie muszę publikować odpowiedzi, ponieważ [została już opublikowana] (https://chemistry.stackexchange.com/a/84237/7412) i otrzymałem wiele głosów za.
@DavidRicherby Jeśli zostało powiedziane, Twoje komentarze są nieaktualne. Zauważ, że odwołuję się do innych odpowiedzi w moim poście.
Nobody
2017-10-16 20:20:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Woda zawsze paruje, gdy temperatura przekracza 0 stopni Celsjusza przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym.
Co oznacza, że ​​powyżej 0 stopni zawsze znajdują się cząsteczki o wystarczająco dużej energii, aby opuścić fazę ciekłą.

Zobacz ta odpowiedź Quora (uwaga: odpowiedź Quora wskazuje, że parowanie w temperaturze 0 stopni C jest możliwe przy odpowiednim ciśnieniu), ta odpowiedź Physics.SE

Tylko komentarz na temat temperatury i parowania: nie ma nic magicznego w temperaturze 0C, kiedy mówimy o parowaniu wody. Dopóki wilgotność względna jest mniejsza niż 100%, woda o dowolnej temperaturze, powyżej lub poniżej 0 ° C, wyparuje.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...