Parowanie

Parowanie jest termodynamicznym procesem przechodzenia materii ze stanu ciekłego w stan lotny (gazowy).

Dla substancji proces ten zachodzi w różnych temperaturach. Na przykład pranie schnie nawet w niskich tempoeraturach.

Wrzenie jest to proces gwałtownego parowania, który przebiega w całej objętości cieczy. To właśnie wrzenie jest procesem, który zachodzi dla danej substancji w ścisle określonej temperaturze, przy stałym ciśnieniu. To tak zwana temperatura wrzenia.

Temperatura wrzenia wody

Temperatura wrzenia wody przy ciśnieniu równym 1 atm = 101 325 Pa wynosi 100°C. Temperatura ta przy określonym ciśnieniu stanowi temperaturę równowagi fazowej, w której faza gazowa i ciekła mogą istnieć jednocześnie.

Ciepło parowania

Ciepło parowania jest to iloraz ciepła Q potrzebnego do zmiany cieczy o masie m w gaz o tej samej temperaturze do tej masy m.

$c_p=\frac{Q}{m}$

gdzie:

Q - dostarczane (lub oddawane) ciepło,
m - masa ciała,
c_p - ciepło parowania.

Jednostką ciepła parowania jest J/kg.

parowanie - diagram fazowy

Parowanie na diagramie fazowym

Proces parowania uwidaczniamy na schematycznym diagramie fazowym za pomocą strzałki.

Ciecz przegrzana

Rozpoczęcie wrzenia jest uzależnione od obecności w cieczy tak zwanych zarodków wrzenia, na których rozpoczyna się proces gwałtownego parowania. To mogą być drobne zanieczyszczenia w cieczy. Brak takich zarodków prowadzi do tak zwanego przegrzania cieczy, która może osiągnąć temperaturę wyższą niż temperatura wrzenia. Aby przegrzać ciecz należy używać czystej chemicznie substancji, bardzo powoli podwyższać jej temperaturę i nie wywoływać żadnych wstrząsów. Drobne zaburzenie cieczy przegrzanej może spowodować gwałtowny i niebezpieczny dla eksperymentatora proces wrzenia.

Tablice

Oto temperatury wrzenia dla wybranych substancji:

Substancja	Temperatura wrzenia [°C]
azot	-195,8
cyna	2610
deuter	-249,5
etan	-88,6
etanol	78,3
gliceryna	290
glikol	197,3
kobalt	3100
krzem	3280
kwas mrówkowy	100,7
kwas octowy	117,9
kwas siarkowy	274
metan	-161,5
miedź	2570
mocznik	154
ołów	1756
platyna	4170
pluton	3300
rtęć	356,9
siarka	444,6
srebro	2155
tlen	-182,96
węglik hafnu	5400
woda	100

Podane wartości dotyczą ciśnienia w warunkach normalnych (1 atm).

Pytania

Czy można doprowadzić do wrzenia substancję nie zmieniając jej temperatury?

Tak. Wynika to wprost z diagramu fazowego. Można czasem tylko poprzez zmianę ciśnienia bez zmiany temperatury również wywołać proces wrzenia.

Skraplanie

Skraplanie jest termodynamicznym procesem przechodzenia materii ze stanu gazowego w stan ciekły. Inna nazwa dla tego procesu to kondensacja.

Zmiany stanu skupienia

Stan skupienia substancji zależy od ilorazu energii kinetycznej cząsteczek i energii oddziaływań między tymi cząsteczkami. Jeżeli iloraz ten jest mały, to materia występuje w stanie stałym. Jeżeli iloraz zaś rośnie, to może nastąpić zmiana stanu skupienia.

Stany skupienia

Stan skupienia jest to podstawowa forma w ujęciu makroskopowym, w jakiej występuje substancja, określająca jej podstawowe własności fizyczne. Własności te wynikają z zachowania cząstek, z których ta substancja się składa.