蒸発と沸騰の最終結果は同じですが、蒸発と沸騰のプロセスは互いに大きく異なります。蒸発は液体の表面で発生する表面現象であり、沸騰は液体が高温に加熱されたときに発生するバルク現象です。
お話をさせてください。
昔々、ダニーという子供がいました。彼はかわいい幼児で、どこに座るかについては文句を言いませんでしたが、彼のお気に入りの場所は床でした。濡れた床の心地よい冷たさを肌に感じると、彼は独り言を言いました。しかし、しばらくすると、床は以前と同じように、まったく濡れていないかのように乾いてしまいました。ダニーはその変化を気に入らなかった – 1ミリも!
ダニーは成長するにつれて、さまざまな場所でこの奇妙な現象に気づきました。部屋が涼しくなると、熱源や太陽光線がない場合でも、床の表面から水が徐々に消えていきます。残念ながら、彼の好奇心は長い間答えられていませんでした.
今日、ダニーは平和な生活を送っています。 水に太陽が当たっていないときや熱源が見えないときでも、水が消える理由をついに突き止めました.
基本から始める
蒸発は明らかに私たちが話していることであり、ダニーの不満の原因です.
学校で学んだ定義から、何かが液体から気体に状態を変えるとき、その液体は「蒸発」し、プロセス全体が蒸発と呼ばれることがわかります。
この定義は間違っていませんが、特定のシナリオについて話すときは、もう少し深く掘り下げて、内部から蒸発する現象を理解する必要があります.
蒸発は、液体の表面から発生し、気体状態に変換される液体の気化の一種です。ただし、液体から気体への変換を引き起こすのは気化だけではありません。もう一方を推測できますか?
沸騰中 バルクレートで発生する別の種類の気化であり、液相から移動する飽和蒸気の泡の形成によって特徴付けられます。また、液体を高温に加熱すると沸騰が起こり、最終的に液体から気体に変化します。
ただし、沸騰は 100oC (または 212oF) で発生しますが、蒸発にはそのような温度は必要ありません。その理由を考えたことはありますか?
それで…蒸発と沸騰は同じですよね?
違います。
それらは実際には互いにかなり異なっています。両方のプロセスの最終結果は同じですが、つまり、液体から気体への変換 (これがおそらく、非常に多くの人々がこれらを混同している理由です) ですが、蒸発と沸騰のプロセスは互いに大きく異なります。
まず、蒸発は表面現象です .これは、プロセスが液体の表面で発生することを意味します。水などの液体を構成する分子は、常にランダムな動きをしています。これが、運動エネルギーとして知られているある程度のエネルギーを持っている理由です。すべての分子 (すべての分子!) には、何らかの値の運動エネルギーがあります。非常に高い運動エネルギーを持つものもあれば、非常に少ないものもあります。ただし、蒸発は個々の粒子のエネルギーに関するものであり、粒子の平均エネルギーに関するものではありません。
部屋に水の入ったボウルが置かれているとします。一定の時間が経過すると、ボウル内の水位が低下することに気付くでしょう。水はどこへ行くの？蒸発により気体になります。
標準条件下で分子が液相にとどまる理由
分子同士を結び付ける分子間力により、分子は液相にとどまりますが、水のすべての分子のうち、表面 (またはボウルの縁近く) の分子はあまり強く結合されていません ボウルの真ん中にある分子よりもしたがって、これらの粒子が力から解放されて気体に変わるのは比較的簡単です。
もう1つのことは、水が入ったボウルが通常の温度条件の部屋に保管されている場合、ボウルの表面の分子が空気の分子からいくらかのエネルギーを得るということです. 空気の分子は液体の分子ほど強く結合していないため、より高いエネルギーを持ちます .これにより、液体と気体の分子間のエネルギー移動が生じます。これにより、液体の表面とプーフの粒子のエネルギーがさらに高まります!
それらは液体の状態を離れて気体に変わります!
気温と空気 (風) の影響
液体は、ゼロを超える温度、つまり摂氏 0 度 (華氏 32 度) であれば、どの温度でも蒸発する可能性があります。ただし、温度が高い場合、粒子はより多くのエネルギーを持ち、蒸発プロセスが速くなります。より具体的には、温度が高い場合、粒子のエネルギーも高くなるため、水分子により多くのエネルギーを与えることができます.
同様に、空気 (風) の場合、風がない場合、蒸発プロセスには通常の時間がかかります。ただし、風の強い日には、液体分子は風の粒子の運動エネルギーからエネルギーを得ます。 、したがって、蒸発のペースを上げます。 モップをかけた部屋が扇風機の風で乾くのはそのためです。
沸騰の事例
蒸発（表面現象）とは異なり、沸騰はバルク現象です。ここで、エネルギーは対流のプロセスによって与えられます。液体、例えば水を底から沸騰させると、底にある粒子のエネルギーが大幅に増加します。熱源からエネルギーを得た後、これらの分子は上に移動し始め、その余分なエネルギーをそのすぐ上の粒子に伝えます。これらの粒子は、新しく取得したエネルギーを隣接する粒子に転送し、プロセスが広がります。このエネルギー交換プロセスは、表面の粒子が液体としての状態を失い、気体に変わるのに十分なエネルギーを持つまで実行されます。
沸騰するためにこのエネルギー伝達を行わなければならない非常に多くの水分子があるため、水は非常に高い沸点、つまり摂氏 100 度を持っていることがわかります。
ダニーに何が起こったの?
自然の不思議な性質について徐々に啓発された後、ダニーは世界で最も人気のある (そして最もクールな) 教育機関で教職に応募しました。
一方、ダンブルドア教授は、スネイプ教授とダニーのどちらを選ぶか悩んでいます。二人とも資格を持っています….
