Испарение и конденсация

Скорости молекул имеют самые различные значения вследствие беспорядочности столкновений молекул при их хаотическом движении. Наряду с медленно движущимися молекулами всегда имеются молекулы с большими скоростями. Причем с ростом температуры доля быстрых молекул увеличивается. Молекулы с большими скоростями способны вырываться с поверхности жидкости, образуя над ней пар.

При испарении внутренняя энергия и температура жидкости уменьшаются, так как при вылете быстрых молекул снижается среднее значение кинетической энергии хаотического движения остающихся в жидкости молекул. Если происходит теплообмен жидкости с окружающей средой, то процесс испарения жидкости в открытом сосуде происходит до тех пор, пока вся жидкость не испарится.

Наряду с испарением часть молекул пара при хаотическом движении возвращается обратно в жидкость.

Процесс превращения пара в жидкость называется конденсацией пара.

За счет конденсации пара температура жидкости повышается, так как возрастает молекулярно-кинетическая энергия за счет уменьшения молекулярно-потенциальной энергии, которая для жидкого состояния меньше, чем для пара, т. е. газообразного состояния.

Если же пар непрерывно удалять за счет движения воздуха над свободной поверхностью жидкости, то скорость испарения возрастает, соответственно, температура жидкости уменьшается при недостаточном теплообмене. Так, в быту для остывания горячей жидкости (чая) мы дуем на поверхность жидкости.

Заметим, что в силу различия сил взаимодействия между молекулами одни жидкости испаряются медленно, другие — быстро. Например, интенсивное испарение эфира с поверхности кожи приводит к охлаждению на небольшом участке тела, отсюда, к утрате болевого ощущения, что используется при локальных хирургических операциях.

Испарение может происходить и с поверхности твердого тела, что используется, например, при вымораживании белья, т. е. испарении льда, образовавшегося при замерзании мокрой ткани. Этот процесс называется сублимацией (возгонкой), т. е. переходом твердого тела в газообразное, минуя жидкое состояние.