Испарение


Испаре́ние — процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в парообразное или газообразное, происходящий на поверхности вещества[1]. При испарении с поверхности жидкости или твёрдого тела вылетают (отрываются) частицы (молекулы, атомы), при этом их кинетическая энергия должна быть достаточна для совершения работы, необходимой для преодоления сил притяжения со стороны других молекул жидкости[2]. Во время процесса испарения, энергия, извлеченная из испаряемой жидкости, снижает температуру жидкости, что приводит к испарительному охлаждению[3].

В среднем только часть молекул жидкости имеет достаточно тепловой энергии, чтобы выйти из жидкости. Процесс испарения является обратным процессу конденсации (переход из парообразного состояния в жидкое). Испарение будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие, во время которого испарение жидкости равно её конденсации. В замкнутом пространстве жидкость будет испаряться до тех пор, пока окружающий воздух не станет насыщенным.

Жидкость, оставленная в блюдце, полностью испарится, потому что в любое время в ней есть молекулы, достаточно быстрые (с достаточной кинетической энергией), чтобы преодолеть межмолекулярные силы притяжения на поверхности жидкости и покинуть её. Температура испаряющейся жидкости должна снижаться, так как покидающие её молекулы забирают кинетическую энергию. Скорость испарения возрастает с ростом температуры.

Испарение сопровождается обратным процессом — конденсацией пара. Если пар над поверхностью жидкости насыщен, то между процессами устанавливается динамическое равновесие, при котором количество молекул, покидающих жидкость в единицу времени равно количеству возвращаемых в неё молекул. Если пар над жидкостью ненасыщен, то испарение будет продолжаться до тех пор, пока пар не станет насыщенным или до полного высыхания жидкости.

Испарение сопровождается снижением температуры, поскольку из жидкости вылетают молекулы с энергией, превышающей среднюю энергию. Количественно калориметрия испарения характеризуется удельной теплотой испарения.

Росту скорости испарения способствует ветер. Он удаляет молекулы пара от поверхности жидкости, мешая установлению динамического равновесия. Для быстрого испарения жидкости и связанного с ним высушивания используют потоки тёплого воздуха. Примером использования может служить бытовой фен.