द्रव वाष्पन क्या है। आणविक भौतिकी

वाष्पीकरण

चाय के एक मग पर वाष्पीकरण

वाष्पीकरण- किसी पदार्थ (वाष्प) की सतह पर होने वाली तरल अवस्था से गैसीय अवस्था में किसी पदार्थ के संक्रमण की प्रक्रिया। वाष्पीकरण प्रक्रिया संघनन प्रक्रिया (वाष्प से तरल में संक्रमण) के विपरीत है। वाष्पीकरण (वाष्पीकरण), एक संघनित (ठोस या तरल) चरण से गैसीय (भाप) में पदार्थ का संक्रमण; पहली तरह का चरण संक्रमण।

उच्च भौतिकी में वाष्पीकरण की अधिक विस्तृत अवधारणा है।

वाष्पीकरण- यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें किसी तरल या ठोस की सतह से कण (अणु, परमाणु) उड़ जाते हैं (फाड़ जाते हैं), जबकि E k > E p.

सामान्य विशेषताएँ

किसी ठोस पिंड के वाष्पीकरण को उर्ध्वपातन (उर्ध्वपातन) कहते हैं और द्रव के आयतन में वाष्पीकरण को क्वथन कहते हैं। आमतौर पर, वाष्पीकरण को एक तरल की मुक्त सतह पर वाष्पीकरण के रूप में समझा जाता है, जो निर्दिष्ट सतह के ऊपर स्थित गैसीय माध्यम के दबाव के अनुरूप क्वथनांक से नीचे के तापमान पर इसके अणुओं के तापीय संचलन के परिणामस्वरूप होता है। इस मामले में, पर्याप्त रूप से बड़ी गतिज ऊर्जा वाले अणु तरल की सतह परत से गैसीय माध्यम में निकल जाते हैं; उनमें से कुछ वापस परावर्तित होते हैं और तरल द्वारा कब्जा कर लिए जाते हैं, जबकि बाकी इसके द्वारा खो जाते हैं।

वाष्पीकरण एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है जिसमें चरण संक्रमण की गर्मी अवशोषित होती है - वाष्पीकरण की गर्मी तरल चरण में आणविक सामंजस्य की ताकतों पर काबू पाने और तरल के वाष्प में बदलने पर विस्तार के काम पर खर्च होती है। वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा को 1 मोल तरल (वाष्पीकरण की मोलर ऊष्मा, J/mol) या इसकी द्रव्यमान इकाई (वाष्पीकरण की द्रव्यमान ऊष्मा, J/kg) के रूप में संदर्भित किया जाता है। वाष्पीकरण दर वाष्प प्रवाह jп की सतह घनत्व द्वारा निर्धारित की जाती है, तरल सतह की एक इकाई [mol / (s.m 2) या kg / (s.m 2)] में प्रति यूनिट समय में गैस चरण में प्रवेश करती है। jp का उच्चतम मान निर्वात में प्राप्त होता है। तरल के ऊपर एक अपेक्षाकृत सघन गैसीय माध्यम की उपस्थिति में, वाष्पीकरण इस तथ्य के कारण धीमा हो जाता है कि तरल की सतह से वाष्प के अणुओं को गैसीय माध्यम में हटाने की दर तरल द्वारा उनके उत्सर्जन की दर की तुलना में छोटी हो जाती है। . इस मामले में, वाष्प-गैस मिश्रण की एक परत, व्यावहारिक रूप से भाप से संतृप्त, इंटरफ़ेस के पास बनती है। इस परत में भाप का आंशिक दबाव और सांद्रता वाष्प-गैस मिश्रण के थोक से अधिक है।

वाष्पीकरण प्रक्रिया अणुओं की तापीय गति की तीव्रता पर निर्भर करती है: जितनी तेजी से अणु चलते हैं, उतनी ही तेजी से वाष्पीकरण होता है। इसके अलावा, वाष्पीकरण प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारक बाहरी (पदार्थ के संबंध में) प्रसार की दर के साथ-साथ पदार्थ के गुण भी हैं। सीधे शब्दों में कहें तो हवा के साथ वाष्पीकरण बहुत तेजी से होता है। पदार्थ के गुणों के लिए, उदाहरण के लिए, शराब पानी की तुलना में बहुत तेजी से वाष्पित होती है। एक महत्वपूर्ण कारक तरल का सतह क्षेत्र भी है जिससे वाष्पीकरण होता है: एक संकीर्ण कंटर से, यह एक विस्तृत प्लेट की तुलना में अधिक धीरे-धीरे घटित होगा।

सूक्ष्म स्तर

आणविक स्तर पर इस प्रक्रिया पर विचार करें: पड़ोसी अणुओं के आकर्षण को दूर करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा (गति) वाले अणु पदार्थ (तरल) की सीमाओं से बाहर हो जाते हैं। इस मामले में, तरल अपनी कुछ ऊर्जा खो देता है (ठंडा हो जाता है)। उदाहरण के लिए, एक बहुत गर्म तरल: हम इसे ठंडा करने के लिए इसकी सतह पर फूंक मारते हैं, जबकि हम वाष्पीकरण प्रक्रिया को तेज करते हैं।

थर्मोडायनामिक संतुलन

गैस-वाष्प मिश्रण में निहित तरल और वाष्प के बीच थर्मोडायनामिक संतुलन का उल्लंघन चरण सीमा पर तापमान में उछाल से समझाया गया है। हालांकि, इस छलांग को आमतौर पर उपेक्षित किया जा सकता है और यह माना जा सकता है कि इंटरफ़ेस पर आंशिक दबाव और वाष्प की एकाग्रता तरल सतह के तापमान पर संतृप्त वाष्प के लिए उनके मूल्यों के अनुरूप होती है। यदि तरल और गैस-वाष्प का मिश्रण स्थिर है और उनमें मुक्त संवहन का प्रभाव नगण्य है, तो तरल की सतह से गैसीय माध्यम में वाष्पीकरण के दौरान बनने वाले वाष्प का निष्कासन मुख्य रूप से आणविक प्रसार के परिणामस्वरूप होता है और एक तरल की सतह से एक गैसीय माध्यम में निर्देशित वाष्प-गैस मिश्रण के द्रव्यमान (तथाकथित स्टीफन) प्रवाह की उपस्थिति (डिफ्यूजन देखें)। बाष्पीकरणीय तरल शीतलन के विभिन्न तरीकों के तहत तापमान वितरण। ऊष्मा प्रवाह निर्देशित होते हैं: ए - तरल चरण से वाष्पीकरण सतह तक गैस चरण में; बी - तरल चरण से केवल वाष्पीकरण सतह तक; सी - दोनों चरणों के किनारे से वाष्पीकरण सतह तक; डी - गैस चरण के किनारे से केवल वाष्पीकरण सतह तक।

बारो-, थर्मल प्रसार

बारो- और थर्मल प्रसार के प्रभाव को आमतौर पर इंजीनियरिंग गणनाओं में ध्यान में नहीं रखा जाता है, लेकिन थर्मल प्रसार का प्रभाव गैस-वाष्प मिश्रण की उच्च अमानवीयता (इसके घटकों के दाढ़ द्रव्यमान में बड़े अंतर के साथ) के साथ महत्वपूर्ण हो सकता है। और महत्वपूर्ण तापमान प्रवणता। जब एक या दोनों चरण अपने इंटरफेस के सापेक्ष आगे बढ़ते हैं, तो वाष्प-गैस मिश्रण और तरल पदार्थ के पदार्थ और ऊर्जा के संवहन हस्तांतरण की भूमिका बढ़ जाती है।

तरल-गैस प्रणाली को ऊर्जा आपूर्ति के अभाव में। ऊष्मा स्रोत वाष्पीकरण की आपूर्ति तरल की सतह परत को एक या दोनों चरणों से की जा सकती है। किसी पदार्थ के परिणामी प्रवाह के विपरीत, जो हमेशा एक तरल से गैसीय माध्यम में वाष्पीकरण के दौरान निर्देशित होता है, गर्मी के प्रवाह में तरल tl के थोक के तापमान के अनुपात के आधार पर अलग-अलग दिशाएँ हो सकती हैं, चरण सीमा tgr और गैसीय माध्यम टीजी। जब तरल की एक निश्चित मात्रा अर्ध-अनंत आयतन के संपर्क में आती है या गैस माध्यम का प्रवाह इसकी सतह को धोता है और तरल तापमान पर गैस तापमान (tl> tgr> tg) से अधिक होता है, तो पक्ष से एक ऊष्मा प्रवाह होता है इंटरफ़ेस के लिए तरल का: (Qlg = Qzh - क्यूई, जहां क्यूई वाष्पीकरण की गर्मी है, Qzhg तरल से गैस माध्यम में स्थानांतरित गर्मी की मात्रा है। इस मामले में, तरल ठंडा होता है (तथाकथित) बाष्पीकरणीय शीतलन)। यदि, इस तरह के शीतलन के परिणामस्वरूप, समानता tgr \u003d tg तक पहुँच जाती है, तो तरल से गैस में गर्मी का स्थानांतरण बंद हो जाता है ( Qzhg = 0) और तरल के किनारे से इंटरफ़ेस तक आपूर्ति की जाने वाली सभी गर्मी वाष्पीकरण पर खर्च किया जाता है (Ql = Qi)।

एक गैसीय माध्यम के मामले में जो भाप से संतृप्त नहीं होता है, इंटरफ़ेस पर उत्तरार्द्ध का आंशिक दबाव और क्यूएल = क्यूई गैस के थोक की तुलना में अधिक रहता है, जिसके परिणामस्वरूप वाष्पीकरण और बाष्पीकरणीय शीतलन होता है तरल बंद नहीं होता है और टीजीआर टीएल और टीजी से कम हो जाता है। इस मामले में, दोनों चरणों से इंटरफ़ेस को गर्मी की आपूर्ति की जाती है, जब तक कि tl में कमी के परिणामस्वरूप, समानता tgr = tl तक नहीं पहुंच जाती है और तरल पक्ष से गर्मी का प्रवाह बंद हो जाता है, और गैसीय माध्यम Qgl की तरफ से क्यूई के बराबर हो जाता है। तरल का आगे वाष्पीकरण एक स्थिर तापमान tm = tl = tgr पर होता है, जिसे बाष्पीकरणीय शीतलन या गीले थर्मामीटर के तापमान के दौरान तरल शीतलन की सीमा कहा जाता है (क्योंकि यह साइकोमीटर के गीले थर्मामीटर द्वारा दिखाया गया है)। टीएम का मान गैस-वाष्प माध्यम के मापदंडों और तरल और गैस चरणों के बीच गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की स्थितियों पर निर्भर करता है।

यदि एक तरल और एक गैसीय माध्यम, अलग-अलग तापमान वाले, एक सीमित मात्रा में हैं जो बाहर से ऊर्जा प्राप्त नहीं करता है और इसे बाहर नहीं देता है, वाष्पीकरण तब तक होता है जब तक दो चरणों के बीच थर्मोडायनामिक संतुलन नहीं होता है, जिस पर दोनों चरणों का तापमान सिस्टम की एक स्थिर एन्थैल्पी पर बराबर होते हैं, और गैस चरण सिस्टम तापमान टैड पर भाप से संतृप्त होता है। उत्तरार्द्ध, जिसे गैस का रुद्धोष्म संतृप्ति तापमान कहा जाता है, केवल दोनों चरणों के प्रारंभिक मापदंडों द्वारा निर्धारित किया जाता है और यह गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की स्थितियों पर निर्भर नहीं करता है।

वाष्पीकरण की दर

इज़ोटेर्मल वाष्पीकरण की दर [किग्रा / (एम 2 एस)] वाष्प के यूनिडायरेक्शनल प्रसार के साथ एक बाइनरी वाष्प-गैस मिश्रण की एक निश्चित परत में तरल की सतह के ऊपर एक मोटाई डी, [एम] के साथ पाया जा सकता है स्टेफन सूत्र: , जहां डी पारस्परिक प्रसार का गुणांक है, [एम 2 /साथ]; - गैस निरंतर वाष्प, [J / (kg K)] या [m 2 / (s 2 K)]; टी मिश्रण का तापमान है, [के]; पी गैस-वाष्प मिश्रण का दबाव है, [पा]; - इंटरफ़ेस पर और मिश्रण परत की बाहरी सीमा पर आंशिक वाष्प दबाव, [पा]।

सामान्य स्थिति में (चलती तरल और गैस, गैर-इज़ोटेर्मल स्थितियां), इंटरफ़ेस से सटे तरल की सीमा परत में, संवेग हस्तांतरण गर्मी हस्तांतरण के साथ होता है, और गैस की सीमा परत (वाष्प-गैस मिश्रण) में ), आपस में जुड़ी हुई गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण होता है। इस मामले में, वाष्पीकरण दर की गणना करने के लिए, प्रयोगात्मक गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण गुणांक का उपयोग किया जाता है, और अपेक्षाकृत सरल मामलों में, गैस और तरल चरणों की संयुग्मित सीमा परतों के लिए अंतर समीकरणों की एक प्रणाली को संख्यात्मक रूप से हल करने के लिए अनुमानित तरीके।

वाष्पीकरण के दौरान बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की तीव्रता इंटरफ़ेस पर वाष्प की रासायनिक क्षमता और वाष्प-गैस मिश्रण के थोक में अंतर पर निर्भर करती है। हालाँकि, यदि बारो- और थर्मल प्रसार की उपेक्षा की जा सकती है, तो रासायनिक क्षमता में अंतर को आंशिक दबाव या वाष्प सांद्रता में अंतर से बदल दिया जाता है और लेता है: cp, gr - cp, osn), जहां bp, bc - मास ट्रांसफर गुणांक, p - मिश्रण दबाव, पीपी - आंशिक वाष्प दबाव, वाईपी = पीपी / पी - दाढ़ वाष्प एकाग्रता, सीपी = आरपी / आर - द्रव्यमान वाष्प एकाग्रता, आरपी, आर - वाष्प और मिश्रण की स्थानीय घनत्व; सूचकांकों का अर्थ है: "जीआर" - चरण सीमा पर, "मुख्य" - मुख्य में। मिश्रण का द्रव्यमान। तरल द्वारा वाष्पीकरण के दौरान दिए गए ऊष्मा प्रवाह का घनत्व है [J/(m2 s) में]: q = azh(tl - tgr) = rjp + ag (tgr - tg), जहाँ azh, ag ऊष्मा अंतरण हैं तरल और गैस पक्षों से गुणांक, [डब्ल्यू / (एम 2 के)]; आर - गर्मी वाष्पीकरण, [जे / किग्रा]।

वाष्पीकरण सतह की वक्रता की बहुत छोटी त्रिज्या पर (उदाहरण के लिए, तरल की छोटी बूंदों के वाष्पीकरण के दौरान), तरल के सतह तनाव के प्रभाव को ध्यान में रखा जाता है, जो इस तथ्य की ओर जाता है कि ऊपर संतुलन वाष्प दबाव इंटरफ़ेस एक सपाट सतह के ऊपर समान तरल के संतृप्त वाष्प दबाव से अधिक है। यदि tgr ~ tl, तो वाष्पीकरण की गणना करते समय, गैस चरण में केवल गर्मी और द्रव्यमान हस्तांतरण को ध्यान में रखा जा सकता है। बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की अपेक्षाकृत कम तीव्रता पर, गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की प्रक्रियाओं के बीच समानता लगभग मान्य है, जिससे यह निम्नानुसार है: Nu/Nu0 = Sh*/Sh0, जहां Nu = ag l/lg नुसेल्ट संख्या है, l वाष्पीकरण सतह का विशिष्ट आकार है, lg तापीय चालकता भाप-गैस मिश्रण है, Sh* = bpyg, grl/Dp = bccg, grl/D भाप प्रवाह के प्रसार घटक के लिए शेरवुड संख्या है, Dp = D/ RpT वाष्प आंशिक दाब प्रवणता से संबंधित विसरण गुणांक है। बीपी और बीसी के मूल्यों की गणना उपरोक्त अनुपात से की जाती है, संख्या Nu0 और Sh0 jp: 0 के अनुरूप होती है और अलग-अलग होने वाली गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रियाओं के लिए डेटा से निर्धारित की जा सकती है। कुल (प्रसार और संवहन) वाष्प प्रवाह के लिए संख्या Sh0 इंटरफ़ेस पर दाढ़ (yg, gr) या द्रव्यमान (sg, gr) गैस सांद्रता द्वारा Sh * को विभाजित करके पाई जाती है, जिसके आधार पर द्रव्यमान का प्रेरक बल गुणांक को स्थानांतरित करता है। बी को सौंपा गया है।

समीकरण

वाष्पीकरण के दौरान नू और श* के लिए समानता समीकरणों में सामान्य मानदंड (रेनॉल्ड्स नंबर रे, आर्किमिडीज़ एआर, प्रांड्टल पीआर या श्मिट एससी और जियोम। पैरामीटर) के अलावा, पैरामीटर शामिल हैं जो अनुप्रस्थ वाष्प प्रवाह के प्रभाव को ध्यान में रखते हैं और सीमा परत के क्रॉस सेक्शन में प्रोफाइल, वेग, तापमान या सांद्रता पर वाष्प-गैस मिश्रण (दाढ़ द्रव्यमान या गैस स्थिरांक के अनुपात) की असमानता की डिग्री।

छोटे जेपी पर, जो गैस-वाष्प मिश्रण की गति के हाइड्रोडायनामिक शासन का उल्लंघन नहीं करते हैं (उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय हवा में पानी के वाष्पीकरण के दौरान) और तापमान और एकाग्रता क्षेत्रों की सीमा स्थितियों की समानता, का प्रभाव समानता समीकरणों में अतिरिक्त तर्क महत्वहीन हैं और उपेक्षित किया जा सकता है, यह मानते हुए कि नू = श। जब बहुघटक मिश्रण वाष्पित हो जाते हैं, तो ये नियमितताएं और अधिक जटिल हो जाती हैं। इसी समय, मिश्रण घटकों के वाष्पीकरण के ताप और तरल और वाष्प-गैस चरणों की रचनाएं, जो एक दूसरे के साथ संतुलन में हैं, अलग-अलग हैं और तापमान पर निर्भर करती हैं। जब एक बाइनरी तरल मिश्रण वाष्पित हो जाता है, तो परिणामी वाष्प मिश्रण एक अधिक वाष्पशील घटक में अपेक्षाकृत समृद्ध होता है, केवल ऐज़ोट्रोपिक मिश्रण को छोड़कर जो शुद्ध तरल के रूप में राज्य के चरम (अधिकतम या न्यूनतम) बिंदुओं पर वाष्पित हो जाता है।

उपकरण डिजाइन

तरल और गैस चरणों की संपर्क सतह में वृद्धि के साथ वाष्पीकरण तरल की कुल मात्रा बढ़ जाती है; इसलिए, उपकरणों का डिज़ाइन जिसमें वाष्पीकरण होता है, एक बड़े तरल दर्पण को बनाकर वाष्पीकरण सतह में वृद्धि प्रदान करता है, इसे तोड़कर जेट्स और ड्रॉप्स, या नोजल की सतह पर बहने वाली पतली फिल्मों का निर्माण। तरल सतह के सापेक्ष गैसीय माध्यम के वेग को बढ़ाकर वाष्पीकरण के दौरान गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की तीव्रता में वृद्धि भी प्राप्त की जाती है। हालांकि, इस गति में वृद्धि से गैसीय माध्यम द्वारा तरल के अत्यधिक प्रवेश और तंत्र के हाइड्रोलिक प्रतिरोध में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होनी चाहिए।

आवेदन

वाष्पीकरण का व्यापक रूप से पदार्थों की सफाई, सामग्री सुखाने, तरल मिश्रण को अलग करने और एयर कंडीशनिंग के लिए औद्योगिक अभ्यास में उपयोग किया जाता है। पानी के बाष्पीकरणीय शीतलन का उपयोग उद्यमों की जल आपूर्ति प्रणालियों को प्रसारित करने में किया जाता है।

यह सभी देखें

साहित्य

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लिंक

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010।

समानार्थी शब्द:

देखें कि "वाष्पीकरण" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

एकत्रीकरण की तरल या ठोस अवस्था से गैसीय अवस्था (वाष्प) में va में संक्रमण। I. को आमतौर पर एक तरल के वाष्प में संक्रमण के रूप में समझा जाता है, जो तरल की मुक्त सतह पर होता है। I. ठोस पिंड कहलाते हैं। उच्च बनाने की क्रिया या उच्च बनाने की क्रिया। दबाव निर्भरता ... ... भौतिक विश्वकोश

द्रव की मुक्त सतह पर होने वाला वाष्पीकरण। किसी ठोस की सतह से वाष्पन को उर्ध्वपातन कहते हैं... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

द्रव के गैसीय अवस्था में बदलने के दो तरीके हैं: वाष्पीकरण और क्वथन।

ये दो विधियाँ इस मायने में भिन्न हैं कि तरल की सतह से वाष्पीकरण होता है, और उबलना पूरे आयतन में होता है।

उबलना एक तेज प्रक्रिया है, और कुछ ही समय में उबलते पानी का कोई निशान नहीं रहता है, यह भाप में बदल जाता है।

दबाव की परवाह किए बिना किसी भी तापमान पर वाष्पीकरण होता है, जो सामान्य परिस्थितियों में हमेशा 760 मिमी एचजी के करीब होता है। कला। उबलने के विपरीत, वाष्पीकरण एक बहुत धीमी प्रक्रिया है। जिस कोलोन की बोतल को हम बंद करना भूल गए थे वह कुछ दिनों में खाली हो जाएगी; पानी का एक तश्तरी अधिक समय तक चलेगा, लेकिन देर-सबेर यह सूख जाएगा।

वाष्पीकरण की दर कई कारकों पर निर्भर करती है:

ए) वाष्पीकरण की दर तरल के प्रकार पर निर्भर करती है।

तरल तेजी से वाष्पित हो जाता है, जिसके अणु कम बल के साथ एक दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं। दरअसल, इस मामले में, अधिक संख्या में अणु आकर्षण को दूर कर सकते हैं और तरल से बाहर निकल सकते हैं।

बी) वाष्पीकरण तेजी से होता है, तरल का तापमान जितना अधिक होता है।

तरल का तापमान जितना अधिक होता है, उसमें तेजी से गति करने वाले अणुओं की संख्या उतनी ही अधिक होती है जो आसपास के अणुओं के आकर्षण बल को पार कर सकते हैं और तरल की सतह से बाहर निकल सकते हैं।

C) किसी द्रव के वाष्पीकरण की दर उसके पृष्ठीय क्षेत्रफल पर निर्भर करती है।

इस कारण को इस तथ्य से समझाया गया है कि तरल सतह से वाष्पित हो जाता है, और तरल का सतह क्षेत्र जितना बड़ा होता है, उतने ही अधिक अणु एक साथ हवा में उड़ जाते हैं।

D) हवा के साथ द्रव का वाष्पीकरण तेजी से होता है।

इसके साथ ही तरल से वाष्प में अणुओं के संक्रमण के साथ, विपरीत प्रक्रिया भी होती है। बेतरतीब ढंग से तरल की सतह के ऊपर चलते हुए, कुछ अणु जो इसे छोड़ देते हैं, फिर से इसमें वापस आ जाते हैं। इसलिए, एक बंद बर्तन में तरल का द्रव्यमान नहीं बदलता है, हालांकि तरल का वाष्पीकरण जारी रहता है।

अनुसंधान की आवश्यकता होगी:

ए) विभिन्न पार-अनुभागीय क्षेत्र, बीकर के कांच के बर्तन

बी) स्कूल तराजू

सी) विभिन्न घनत्व के तरल पदार्थ (ताजा पानी, शराब, सूरजमुखी तेल)

डी) गाजर, आलू, सेब, काली रोटी

डी) थर्मामीटर

ए) वाष्पित तरल पदार्थ के प्रकार पर वाष्पीकरण दर की निर्भरता की जांच।

इस निर्भरता का अध्ययन करने के लिए, छात्र 3 समान बर्तन लेते हैं, उन्हें शराब, ताजे पानी, सूरजमुखी के तेल से भरते हैं और वाष्पीकरण का निरीक्षण करते हैं। प्रयोग की शुरुआत की तारीख और समय रिकॉर्ड करें, क्रमिक रूप से प्रत्येक परीक्षण तरल के पूर्ण वाष्पीकरण के समय को ठीक करें। माप परिणामों के आधार पर, एक तालिका संकलित की जाती है, जहां तरल के वाष्पीकरण की दर उनकी कमी की डिग्री के अनुसार दर्ज की जाती है।

लिक्विड टाइप 24. 11. 25. 11. 27. 11. 1. 12. 10. 12. 15. 12. 20. 12.

2006 2006 2006 2006 2006 2006 2006

ताजा पानी 10mg 8mg 5mg 2mg 1mg 0mg 0mg

शराब 10mg 7mg 4mg 0mg 0mg 0mg 0mg

सूरजमुखी का तेल। 10mg 9.5mg 9mg 8mg 7mg 6mg 5mg

चूंकि वाष्पीकरण प्रक्रिया व्यापक रूप से फल, जामुन, सब्जियां और मशरूम सुखाने में उपयोग की जाती है, यह कार्य बहुत व्यावहारिक महत्व का है। छात्र प्रयोगात्मक रूप से प्रत्येक प्रकार के सूखे उत्पादों की उपज का प्रतिशत निर्धारित करते हैं, सूखे कृषि उत्पादों की उपज की एक तालिका बनाते हैं:

उत्पाद का प्रकार ताजा उत्पाद का वजन सूखे उत्पाद का वजन सूखे उत्पाद की प्राप्ति मूल वजन के % में

सेब 207g 300mg 31g 15%

गाजर 34g 300mg 4g 900mg 14%

आलू 80 ग्राम 710mg 16g 9mg 21%

ब्रेड (काली) 46g 100mg 25g 250mg 55%

सिद्धांत और प्रयोग के परिणामों का व्यावहारिक अनुप्रयोग।

प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, छात्रों ने पटाखे बनाने के लिए एक पाव काली रोटी से वास्तविक लाभ की गणना करने का निर्णय लिया।

1. पाव रोटी (750 ग्राम) - 10 रूबल

1. पटाखे का एक पैकेट (50 ग्राम) - 6 रूबल।

सारणीबद्ध डेटा का उपयोग करते हुए, हमने गणना की कि एक पाव रोटी से कितने पटाखे प्राप्त होते हैं:

46.1g - 25.25g कुल: 411g

आइए गणना करें कि इन पटाखों से कितने पैक निकलेंगे:

411/50 = 8.2 (पैक)

फिर एक पैक की कीमत:

8.2 * 6 \u003d 49.2 (रूबल)

49.2 - 10 \u003d 39.2 (रूबल)

लेकिन, हमें उत्पादन की लागत, श्रमिकों की मजदूरी और पैकेजिंग को ध्यान में रखना चाहिए। हालांकि राशि का हिस्सा इस तथ्य से ऑफसेट किया जा सकता है कि रोटी ताजा नहीं खरीदी गई थी, लेकिन समय पर नहीं बेची गई।

प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, तरल का वाष्पीकरण उनके घनत्व पर निर्भर करता है: घनत्व जितना अधिक होगा, तरल का वाष्पीकरण उतना ही धीमा होगा।

द्रव का प्रकार द्रव का घनत्व, किग्रा/घन। मी वाष्पीकरण समय, घंटे।

ताजा पानी 1000 580

शराब 800 145

सूरजमुखी का तेल 1000 5800

इस तथ्य पर ध्यान आकर्षित किया जाता है कि ताजे पानी और सूरजमुखी के तेल के समान घनत्व के साथ, इन तरल पदार्थों की वाष्पीकरण दर अलग-अलग होती है (छात्रों ने बीकर और छात्र तराजू का उपयोग करके स्वयं तेल के घनत्व की गणना की)। रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रम से प्राप्त अतिरिक्त साहित्य और ज्ञान का उपयोग करते हुए, इस तथ्य को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि पानी एक अकार्बनिक पदार्थ है, और अणुओं के बीच एक विशेष बंधन है - हाइड्रोजन। यह जुड़ाव बहुत कमजोर है। तेल कार्बनिक पदार्थों को संदर्भित करता है। ये ट्राइहाइड्रिक अल्कोहल ग्लिसरॉल और कार्बोक्जिलिक एसिड के एस्टर हैं। जटिल संरचना के कारण, यह कनेक्शन अधिक स्थिर होगा।

बी) तरल तापमान के एक समारोह के रूप में वाष्पीकरण की जांच।

पानी के बर्तन को गैस स्टोव पर रखा जाता है और उबाला जाता है। फिर छात्र जहाजों को तरल पदार्थ से कम करते हैं: शराब और ताजा पानी। पदार्थों के क्वथनांक की तालिका के अनुसार, हम पाते हैं कि पानी का क्वथनांक 100 डिग्री और शराब - 78 डिग्री है। तरल पदार्थ की मात्रा और वाष्पीकरण क्षेत्र समान हैं।

पदार्थ का नाम कमरे के तापमान पर वाष्पीकरण, घंटे। क्वथनांक पर वाष्पीकरण, घंटे।

शराब 30 0.07

ताजा पानी 120 0.25

अध्ययन से पता चला है कि कमरे के तापमान की तुलना में ऊंचे तापमान पर वाष्पीकरण तेजी से होता है। इस घटना को इस तथ्य से समझाया गया है कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अणुओं की गति बढ़ जाती है और वे आसानी से तरल की सतह को छोड़ देते हैं।

सी) वाष्पित तरल पदार्थ के सतह क्षेत्र पर वाष्पीकरण दर की निर्भरता की जांच।

प्रयोग के लिए आपको आवश्यकता होगी:

ए) 3 प्रकार के तरल (ताजा पानी, शराब, सूरजमुखी तेल)

बी) बीकर के 3 सेट, प्रत्येक में अलग-अलग मुक्त सतह क्षेत्र के साथ 3 बीकर होते हैं।

हम वाष्पित तरल पदार्थों के सतह क्षेत्रों की गणना करते हैं:

तरल बीकर व्यास का प्रकार, सेमी क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र, सेमी

बड़ा 6.6 34.1946

औसत 3.5 9.61625

छोटा 3 7,065

तरल वाष्पीकरण का समय, घंटे, बड़ा वाष्पीकरण समय, घंटे, मध्यम वाष्पीकरण समय, घंटे, छोटा

ताजा पानी 120 420 580

अल्कोहल 30 105 145

सूरजमुखी का तेल 1200 4100 5800

(छात्रों ने तेल के वाष्पित भाग के अनुपात का उपयोग करके तेल के साथ प्रयोग की गणना की और जिस समय के लिए यह वाष्पित हो गया)

प्रयोग के अंत के बाद, वे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि वाष्पीकरण की दर मुक्त सतह क्षेत्र के सीधे आनुपातिक है। प्रयोग में, अशुद्धि और माप त्रुटि को ध्यान में रखना आवश्यक है।

डी) हवा पर वाष्पीकरण दर की निर्भरता का अध्ययन।

प्रयोग के लिए आपको आवश्यकता होगी:

ए) 2 प्रकार के तरल (शराब, ताजा पानी)

बी) 4 समान पोत।

पदार्थ का नाम हवा के बिना, घंटे हवा के साथ, घंटे

ताजा पानी 120 19

प्रयोग से पता चलता है कि हवा के बिना वाष्पीकरण तेजी से होता है। यह अनुभव बारिश के बाद कपड़े धोने और पोखरों के तेजी से सूखने की व्याख्या करता है।

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एक टिप्पणी

एक तरल का वाष्पीकरण किसी भी तापमान पर होता है और तेजी से, उच्च तापमान, वाष्पित तरल की मुक्त सतह क्षेत्र जितना अधिक होता है, और तेजी से तरल के ऊपर बने वाष्प को हटा दिया जाता है।

एक निश्चित निश्चित तापमान पर, तरल की प्रकृति और जिस दबाव में यह स्थित है, उसके आधार पर, तरल के पूरे द्रव्यमान में वाष्पीकरण शुरू हो जाता है। इस प्रक्रिया को उबालना कहा जाता है।

यह न केवल मुक्त सतह से बल्कि तरल के थोक में भी तीव्र वाष्पीकरण की प्रक्रिया है। संतृप्त भाप से भरे बुलबुले आयतन में बनते हैं। वे उत्प्लावक बल की क्रिया के तहत ऊपर उठते हैं और सतह पर टूट जाते हैं। उनके गठन के केंद्र विदेशी गैसों या विभिन्न अशुद्धियों के कणों के सबसे छोटे बुलबुले हैं।

यदि बुलबुले में कई मिलीमीटर या उससे अधिक के क्रम के आयाम हैं, तो दूसरे शब्द की उपेक्षा की जा सकती है और इसलिए, निरंतर बाहरी दबाव में बड़े बुलबुले के लिए, तरल उबलता है जब बुलबुले में संतृप्त वाष्प का दबाव बाहरी के बराबर हो जाता है दबाव।

तरल की सतह के ऊपर अराजक गति के परिणामस्वरूप, वाष्प अणु, आणविक बलों की कार्रवाई के क्षेत्र में गिरकर फिर से तरल में लौट आता है। इस प्रक्रिया को संघनन कहते हैं।

वाष्पीकरण और उबाल

वाष्पीकरण और क्वथन दो तरीके हैं जिनमें एक तरल गैस (भाप) में परिवर्तित होता है। ऐसे संक्रमण की प्रक्रिया को वाष्पीकरण कहा जाता है। अर्थात वाष्पीकरण और उबालना वाष्पीकरण की विधियाँ हैं। इन दोनों विधियों में महत्वपूर्ण अंतर हैं।

वाष्पीकरण केवल तरल की सतह से होता है। यह इस तथ्य का परिणाम है कि किसी भी तरल के अणु लगातार गतिमान रहते हैं। इसके अलावा, अणुओं की गति अलग है। पर्याप्त उच्च गति वाले अणु, सतह पर एक बार, अन्य अणुओं के आकर्षण बल को दूर कर सकते हैं और हवा में समाप्त हो सकते हैं। पानी के अणु, जो हवा में अलग-अलग होते हैं, बस भाप बनते हैं। कपल्स की आंखों से देखना नामुमकिन है। जिसे हम पानी की धुंध के रूप में देखते हैं, वह पहले से ही संघनन (वाष्पीकरण की विपरीत प्रक्रिया) का परिणाम है, जब ठंडा करने के दौरान वाष्प छोटी बूंदों के रूप में इकट्ठा होता है।

वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप, तरल स्वयं ठंडा हो जाता है, क्योंकि सबसे तेज़ अणु इसे छोड़ देते हैं। जैसा कि आप जानते हैं, तापमान किसी पदार्थ के अणुओं की गति की गति, यानी उनकी गतिज ऊर्जा से निर्धारित होता है।

वाष्पीकरण की दर कई कारकों पर निर्भर करती है। सबसे पहले, यह तरल के तापमान पर निर्भर करता है। तापमान जितना अधिक होगा, वाष्पीकरण उतना ही तेज होगा। यह समझ में आता है, क्योंकि अणु तेजी से आगे बढ़ते हैं, जिसका अर्थ है कि उनके लिए सतह से बचना आसान होता है। वाष्पीकरण की दर पदार्थ पर निर्भर करती है। कुछ पदार्थों में, अणु अधिक मजबूती से आकर्षित होते हैं, और इसलिए, बाहर उड़ना अधिक कठिन होता है, जबकि अन्य में, वे कमजोर होते हैं, और इसलिए, तरल को छोड़ना आसान होता है। वाष्पीकरण भी सतह क्षेत्र, भाप, हवा के साथ हवा की संतृप्ति पर निर्भर करता है।

सबसे महत्वपूर्ण बात जो वाष्पीकरण को उबलने से अलग करती है, वह यह है कि वाष्पीकरण किसी भी तापमान पर होता है, और यह केवल तरल की सतह से बहता है।

वाष्पीकरण के विपरीत, उबलना केवल एक निश्चित तापमान पर होता है। तरल अवस्था में प्रत्येक पदार्थ का अपना क्वथनांक होता है। उदाहरण के लिए, सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर पानी 100 डिग्री सेल्सियस पर और अल्कोहल 78 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है। हालाँकि, जैसे ही वायुमंडलीय दबाव घटता है, सभी पदार्थों का क्वथनांक थोड़ा कम हो जाता है।

जब पानी उबलता है तो उसमें घुली हुई हवा निकल जाती है। चूँकि बर्तन आमतौर पर नीचे से गर्म होता है, पानी की निचली परतों में तापमान अधिक होता है, और बुलबुले पहले वहाँ बनते हैं। पानी इन बुलबुलों में वाष्पित हो जाता है, और वे जल वाष्प से संतृप्त हो जाते हैं।

चूंकि बुलबुले पानी से हल्के होते हैं, इसलिए वे ऊपर उठते हैं। इस तथ्य के कारण कि पानी की ऊपरी परतें क्वथनांक तक गर्म नहीं हुई हैं, बुलबुले ठंडे हो जाते हैं और उनमें भाप वापस पानी में संघनित हो जाती है, बुलबुले भारी हो जाते हैं और फिर से डूब जाते हैं।

जब तरल की सभी परतों को क्वथनांक तक गर्म किया जाता है, तो बुलबुले नीचे नहीं उतरते, बल्कि सतह पर उठते हैं और फट जाते हैं। उनमें से कुछ हवा में हैं। इस प्रकार, उबलने के दौरान, वाष्पीकरण की प्रक्रिया तरल की सतह पर नहीं होती है, बल्कि हवा के बुलबुले में इसकी मोटाई के दौरान बनती है। वाष्पीकरण के विपरीत, उबलना केवल एक निश्चित तापमान पर ही संभव है।

यह समझा जाना चाहिए कि जब कोई तरल उबलता है, तो उसकी सतह से सामान्य वाष्पीकरण भी होता है।

द्रव के वाष्पीकरण की दर क्या निर्धारित करती है?

वाष्पीकरण दर का एक उपाय एक पदार्थ की मात्रा है जो तरल की मुक्त सतह की एक इकाई से समय की प्रति इकाई उड़ जाती है। 19वीं शताब्दी की शुरुआत में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ डी। डाल्टन। पाया गया कि वाष्पीकरण दर वाष्पित तरल के तापमान पर संतृप्त वाष्प के दबाव और तरल के ऊपर मौजूद वास्तविक वाष्प के वास्तविक दबाव के बीच के अंतर के समानुपाती होता है। यदि द्रव और वाष्प साम्यावस्था में हों तो वाष्पीकरण की दर शून्य होती है। अधिक सटीक रूप से, यह होता है, लेकिन विपरीत प्रक्रिया भी उसी गति से होती है - वाष्पीकरण(किसी पदार्थ का गैसीय या वाष्पशील अवस्था से तरल अवस्था में संक्रमण)। वाष्पीकरण की दर इस बात पर भी निर्भर करती है कि यह शांत वातावरण में होता है या गतिशील वातावरण में; इसकी गति बढ़ जाती है यदि परिणामी भाप को हवा की धारा से उड़ा दिया जाता है या बाहर निकाल दिया जाता है।

यदि किसी तरल घोल से वाष्पीकरण होता है, तो विभिन्न पदार्थ अलग-अलग दरों पर वाष्पित होते हैं। किसी दिए गए पदार्थ के वाष्पीकरण की दर हवा जैसे विदेशी गैसों के बढ़ते दबाव से घट जाती है। इसलिए, शून्य में वाष्पीकरण उच्चतम दर पर होता है। इसके विपरीत, बर्तन में एक बाहरी, अक्रिय गैस जोड़कर, वाष्पीकरण को बहुत धीमा किया जा सकता है।

कभी-कभी वाष्पीकरण को उच्च बनाने की क्रिया या उच्च बनाने की क्रिया भी कहा जाता है, अर्थात एक ठोस से गैसीय अवस्था में संक्रमण। उनके लगभग सभी पैटर्न वास्तव में समान हैं। उर्ध्वपातन की ऊष्मा वाष्पीकरण की ऊष्मा से लगभग संलयन की ऊष्मा से अधिक होती है।

तो, वाष्पीकरण की दर इस पर निर्भर करती है:

1. तरल प्रकार। तरल तेजी से वाष्पित हो जाता है, जिसके अणु कम बल के साथ एक दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं। दरअसल, इस मामले में, अधिक संख्या में अणु आकर्षण को दूर कर सकते हैं और तरल से बाहर निकल सकते हैं।
2. वाष्पीकरण तेजी से होता है, तरल का तापमान जितना अधिक होता है। तरल का तापमान जितना अधिक होता है, उसमें तेजी से गति करने वाले अणुओं की संख्या उतनी ही अधिक होती है जो आसपास के अणुओं के आकर्षण बल को पार कर सकते हैं और तरल की सतह से बाहर निकल सकते हैं।
3. किसी द्रव के वाष्पन की दर उसके पृष्ठ क्षेत्रफल पर निर्भर करती है। इस कारण को इस तथ्य से समझाया गया है कि तरल सतह से वाष्पित हो जाता है, और तरल का सतह क्षेत्र जितना बड़ा होता है, उतने ही अधिक अणु एक साथ हवा में उड़ जाते हैं।
4. तरल का वाष्पीकरण हवा के साथ तेजी से होता है। इसके साथ ही तरल से वाष्प में अणुओं के संक्रमण के साथ, विपरीत प्रक्रिया भी होती है। बेतरतीब ढंग से तरल की सतह के ऊपर चलते हुए, कुछ अणु जो इसे छोड़ देते हैं, फिर से इसमें वापस आ जाते हैं। इसलिए, एक बंद बर्तन में तरल का द्रव्यमान नहीं बदलता है, हालांकि तरल का वाष्पीकरण जारी रहता है।

निष्कर्ष

हम कहते हैं कि पानी वाष्पित हो जाता है। लेकिन इसका मतलब क्या है? वाष्पीकरण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा हवा में एक तरल जल्दी से गैस या वाष्प बन जाता है। कई तरल पदार्थ बहुत जल्दी वाष्पित हो जाते हैं, पानी की तुलना में बहुत तेजी से। यह शराब, गैसोलीन, अमोनिया पर लागू होता है। कुछ तरल पदार्थ, जैसे पारा, बहुत धीरे-धीरे वाष्पित हो जाते हैं।

वाष्पीकरण किस कारण होता है? इसे समझने के लिए पदार्थ की प्रकृति के बारे में कुछ समझना होगा। जहाँ तक हम जानते हैं, प्रत्येक पदार्थ अणुओं से बना होता है। इन अणुओं पर दो बल कार्य करते हैं। उनमें से एक सामंजस्य है जो उन्हें एक दूसरे की ओर खींचता है। दूसरा अलग-अलग अणुओं का ऊष्मीय संचलन है, जो उन्हें अलग-अलग उड़ने का कारण बनता है।

यदि चिपकने वाला बल अधिक है, तो पदार्थ ठोस अवस्था में रहता है। यदि, हालांकि, ऊष्मीय गति इतनी मजबूत है कि यह सामंजस्य से अधिक हो जाती है, तो पदार्थ गैस बन जाता है या बन जाता है। यदि दो बल लगभग संतुलित हैं, तो हमारे पास द्रव है।

पानी, ज़ाहिर है, एक तरल है। लेकिन तरल की सतह पर, ऐसे अणु होते हैं जो इतनी तेजी से चलते हैं कि वे संसंजन की शक्ति पर काबू पा लेते हैं और अंतरिक्ष में उड़ जाते हैं। अणुओं के निकलने की प्रक्रिया को वाष्पीकरण कहते हैं।

धूप में या गर्म करने पर पानी तेजी से क्यों वाष्पित हो जाता है? तापमान जितना अधिक होगा, तरल में ऊष्मीय गति उतनी ही तीव्र होगी। इसका मतलब है कि अधिक से अधिक अणु उड़ने के लिए पर्याप्त गति उठा रहे हैं। जब सबसे तेज़ अणु उड़ जाते हैं, तो शेष अणुओं की गति औसतन धीमी हो जाती है। शेष द्रव को वाष्पन द्वारा ठंडा क्यों किया जाता है?

तो जब पानी सूख जाता है, इसका मतलब है कि वह गैस या वाष्प में बदल गया है और हवा का हिस्सा बन गया है।

प्रकृति में, पदार्थ एकत्रीकरण की तीन अवस्थाओं में से एक में हो सकते हैं: ठोस, तरल और गैसीय। पहली से दूसरी और इसके विपरीत संक्रमण दैनिक रूप से देखा जा सकता है, खासकर सर्दियों में। हालांकि, तरल का वाष्प में परिवर्तन, जिसे वाष्पीकरण प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है, अक्सर आंखों को दिखाई नहीं देता है। महत्वहीन प्रतीत होने के बावजूद, यह मानव जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। तो आइए इसके बारे में और जानें।

वाष्पीकरण - यह क्या है

हर बार जब आप चाय या कॉफी के लिए केतली उबालने का फैसला करते हैं, तो आप देख सकते हैं कि कैसे 100 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने पर पानी भाप में बदल जाता है। यह वही है जो वाष्पीकरण की प्रक्रिया (किसी निश्चित पदार्थ का गैसीय अवस्था में संक्रमण) का एक व्यावहारिक उदाहरण है।

वाष्पीकरण दो प्रकार का होता है: उबालना और वाष्पीकरण। पहली नज़र में, वे समान हैं, लेकिन यह एक आम गलत धारणा है।

वाष्पीकरण किसी पदार्थ की सतह से वाष्पीकरण है, और उबलना उसके संपूर्ण आयतन से होता है।

वाष्पीकरण बनाम उबलना: क्या अंतर है?

यद्यपि वाष्पीकरण प्रक्रिया और उबलना दोनों ही एक तरल के गैसीय अवस्था में संक्रमण में योगदान करते हैं, यह उनके बीच दो महत्वपूर्ण अंतरों को याद रखने योग्य है।

• उबलना एक सक्रिय प्रक्रिया है जो एक निश्चित तापमान पर होती है। प्रत्येक पदार्थ के लिए, यह अद्वितीय है और केवल वायुमंडलीय दबाव में कमी के साथ बदल सकता है। सामान्य परिस्थितियों में, पानी को 100 डिग्री सेल्सियस पर, परिष्कृत सूरजमुखी तेल के लिए - 227 डिग्री सेल्सियस, अपरिष्कृत - 107 डिग्री सेल्सियस पर उबालने की आवश्यकता होती है। शराब, इसके विपरीत, उबालने के लिए कम तापमान - 78 ° C की आवश्यकता होती है। वाष्पीकरण का तापमान कोई भी हो सकता है और उबलने के विपरीत, यह लगातार होता है।
• प्रक्रियाओं के बीच दूसरा महत्वपूर्ण अंतर यह है कि उबलने के दौरान तरल की पूरी मोटाई में वाष्पीकरण होता है। जबकि पानी या अन्य पदार्थों का वाष्पीकरण उनकी सतह से ही होता है। वैसे, उबलने की प्रक्रिया हमेशा एक ही समय में वाष्पीकरण के साथ होती है।

उच्च बनाने की प्रक्रिया

यह माना जाता है कि वाष्पीकरण एक तरल से गैसीय अवस्था में एकत्रीकरण का संक्रमण है। हालांकि, दुर्लभ मामलों में, तरल को छोड़कर, सीधे ठोस से गैसीय अवस्था में वाष्पीकरण संभव है। इस प्रक्रिया को उर्ध्वपातन कहते हैं।

यह शब्द उन सभी के लिए परिचित है जिन्होंने कभी फोटो सैलून में अपनी पसंदीदा फोटो के साथ मग या टी-शर्ट का ऑर्डर दिया है। इस प्रकार के वाष्पीकरण का उपयोग किसी छवि को कपड़े या सिरेमिक पर स्थायी रूप से लागू करने के लिए किया जाता है, इसके सम्मान में, इस प्रकार की छपाई को उच्च बनाने की क्रिया मुद्रण कहा जाता है।

इसके अलावा, इस तरह के वाष्पीकरण का उपयोग अक्सर फलों और सब्जियों को सुखाने, कॉफी बनाने के लिए किया जाता है।

हालांकि उर्ध्वपातन तरल के वाष्पीकरण की तुलना में बहुत कम आम है, यह कभी-कभी रोजमर्रा की जिंदगी में देखा जा सकता है। तो, धोया हुआ गीला लिनन सर्दियों में सूखने के लिए लटका दिया जाता है और तुरंत जम जाता है और सख्त हो जाता है। हालाँकि, धीरे-धीरे यह कठोरता दूर हो जाती है, और चीजें शुष्क हो जाती हैं। इस मामले में, बर्फ की स्थिति से पानी, तरल चरण को दरकिनार कर, तुरंत भाप में बदल जाता है।

वाष्पीकरण कैसे होता है

अधिकांश भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं की तरह, वाष्पीकरण प्रक्रिया में अणु प्रमुख भूमिका निभाते हैं।

तरल पदार्थों में, वे एक दूसरे के बहुत करीब स्थित होते हैं, लेकिन उनका कोई निश्चित स्थान नहीं होता है। इसके लिए धन्यवाद, वे तरल के पूरे क्षेत्र में और विभिन्न गति से "यात्रा" कर सकते हैं। यह इस तथ्य के कारण हासिल किया जाता है कि आंदोलन के दौरान वे एक-दूसरे से टकराते हैं और इन टक्करों से उनकी गति बदल जाती है। पर्याप्त तेजी से बनने के बाद, सबसे सक्रिय अणुओं को पदार्थ की सतह पर उठने का मौका मिलता है और, अन्य अणुओं के आकर्षण बल को दूर करने के बाद तरल छोड़ देता है। इस तरह पानी या कोई अन्य पदार्थ वाष्पित हो जाता है और भाप बन जाती है। क्या यह अंतरिक्ष में रॉकेट की उड़ान जैसा नहीं है?

यद्यपि सबसे सक्रिय अणु तरल से वाष्प में जाते हैं, उनके शेष "भाई" निरंतर गति में बने रहते हैं। धीरे-धीरे, वे आकर्षण पर काबू पाने और एकत्रीकरण की दूसरी स्थिति में जाने के लिए आवश्यक गति भी प्राप्त कर लेते हैं।

धीरे-धीरे और लगातार तरल छोड़ते हुए, अणु इसके लिए अपनी आंतरिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं, और यह घट जाती है। और यह सीधे पदार्थ के तापमान को प्रभावित करता है - यह नीचे जाता है। इसीलिए कप में चाय को ठंडा करने की मात्रा थोड़ी कम कर दी जाती है।

वाष्पीकरण की स्थिति

बारिश के बाद पोखरों को देखते हुए, आप देखेंगे कि उनमें से कुछ तेजी से सूखते हैं, और कुछ अधिक समय लेते हैं। चूंकि उनका सूखना एक वाष्पीकरण प्रक्रिया है, इसलिए हम इसके लिए आवश्यक शर्तों को समझने के लिए इस उदाहरण का उपयोग कर सकते हैं।

• वाष्पीकरण की दर वाष्पित होने वाले पदार्थ के प्रकार पर निर्भर करती है, क्योंकि उनमें से प्रत्येक में अद्वितीय विशेषताएं होती हैं जो इसके अणुओं को पूरी तरह से गैसीय अवस्था में जाने में लगने वाले समय को प्रभावित करती हैं। यदि आप समान मात्रा में तरल से भरी 2 समान बोतलों को खुला छोड़ देते हैं (एक अल्कोहल में C2H5OH, दूसरे में - पानी H2O), तो पहला कंटेनर तेजी से खाली हो जाएगा। चूंकि, जैसा कि ऊपर बताया गया है, शराब का वाष्पीकरण तापमान कम है, जिसका अर्थ है कि यह तेजी से वाष्पित हो जाएगा।
• दूसरी चीज जिस पर वाष्पीकरण निर्भर करता है वह है परिवेश का तापमान और वाष्पित पदार्थ का क्वथनांक। पहला जितना ऊँचा और दूसरा नीचे, उतनी ही तेजी से तरल उस तक पहुँच सकता है और गैसीय अवस्था में जा सकता है। इसीलिए, वाष्पीकरण से जुड़ी कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान, पदार्थ विशेष रूप से गर्म होते हैं।
• एक और शर्त जिस पर वाष्पीकरण निर्भर करता है वह पदार्थ का सतह क्षेत्र है जिससे यह होता है। यह जितना बड़ा होगा, प्रक्रिया उतनी ही तेज होगी। वाष्पीकरण के विभिन्न उदाहरणों को ध्यान में रखते हुए, हम फिर से चाय के बारे में सोच सकते हैं। इसे अक्सर तश्तरी में ठंडा करने के लिए डाला जाता है। वहां, पेय तेजी से ठंडा हो गया, क्योंकि तरल का सतह क्षेत्र बढ़ गया (तश्तरी का व्यास कप के व्यास से बड़ा है)।
• और फिर से चाय के बारे में। इसे तेजी से ठंडा करने का एक और तरीका जाना जाता है - इस पर फूंक मारना। आप कैसे देख सकते हैं कि हवा (वायु की गति) की उपस्थिति एक ऐसी चीज है जिस पर वाष्पीकरण भी निर्भर करता है। हवा की गति जितनी अधिक होगी, तरल अणु उतनी ही तेजी से भाप में बदलेंगे।
• वायुमंडलीय दबाव भी वाष्पीकरण की तीव्रता को प्रभावित करता है: यह जितना कम होता है, अणु उतनी ही तेजी से एक राज्य से दूसरे राज्य में जाते हैं।

संघनन और उर्ध्वपातन

एक बार वाष्प में बदल जाने के बाद अणु हिलना बंद नहीं करते। एकत्रीकरण की एक नई अवस्था में, वे वायु के अणुओं से टकराने लगते हैं। इस वजह से, कभी-कभी वे एक तरल (संक्षेपण) या ठोस (विघटन) अवस्था में लौट सकते हैं।

जब वाष्पीकरण और संघनन (डीसब्लिमेशन) की प्रक्रियाएँ एक दूसरे के समतुल्य होती हैं, तो इसे गतिशील संतुलन कहा जाता है। यदि कोई गैसीय पदार्थ अपने समान संघटन वाले द्रव के साथ गतिशील साम्यावस्था में हो तो इसे संतृप्त वाष्प कहते हैं।

वाष्पीकरण और आदमी

वाष्पीकरण के विभिन्न उदाहरणों को ध्यान में रखते हुए, मानव शरीर पर इस प्रक्रिया के प्रभाव को याद किए बिना नहीं रह सकता है।

जैसा कि आप जानते हैं, 42.2 डिग्री सेल्सियस के शरीर के तापमान पर, मानव रक्त में प्रोटीन फोल्ड हो जाता है, जिससे मृत्यु हो जाती है। मानव शरीर न केवल संक्रमण के कारण गर्म हो सकता है, बल्कि शारीरिक श्रम करने, खेल खेलने या गर्म कमरे में रहने के दौरान भी गर्म हो सकता है।

शरीर सामान्य जीवन के लिए स्वीकार्य तापमान बनाए रखने का प्रबंधन करता है, स्व-शीतलन प्रणाली के लिए धन्यवाद - पसीना। यदि शरीर का तापमान बढ़ जाता है, तो त्वचा के छिद्रों से पसीना निकलता है और फिर यह वाष्पित हो जाता है। यह प्रक्रिया अतिरिक्त ऊर्जा को "बर्न" करने में मदद करती है और शरीर को ठंडा करने और उसके तापमान को सामान्य करने में मदद करती है।

वैसे, यही कारण है कि आपको उन विज्ञापनों पर बिना शर्त विश्वास नहीं करना चाहिए जो पसीने को आधुनिक समाज के मुख्य संकट के रूप में पेश करते हैं और इससे छुटकारा पाने के लिए भोले-भाले खरीदारों को हर तरह के पदार्थ बेचने की कोशिश करते हैं। शरीर के सामान्य कामकाज को बाधित किए बिना पसीने को कम करना असंभव है, और एक अच्छा डिओडोरेंट केवल पसीने की अप्रिय गंध को छुपा सकता है। इसलिए, एंटीपर्सपिरेंट, विभिन्न पाउडर और पाउडर का उपयोग करके आप शरीर को अपूरणीय क्षति पहुंचा सकते हैं। आखिरकार, ये पदार्थ छिद्रों को बंद कर देते हैं या पसीने की ग्रंथियों के उत्सर्जन नलिकाओं को संकीर्ण कर देते हैं, जिसका अर्थ है कि वे शरीर को उसके तापमान को नियंत्रित करने की क्षमता से वंचित करते हैं। ऐसे मामलों में जहां एंटीपर्सपिरेंट्स का उपयोग अभी भी जरूरी है, आपको पहले अपने डॉक्टर से परामर्श लेना चाहिए।

पौधों के जीवन में वाष्पीकरण की भूमिका

जैसा कि आप जानते हैं, न केवल एक व्यक्ति 70% पानी है, बल्कि पौधे भी हैं, और कुछ, मूली की तरह, 90% पानी हैं। इसलिए उनके लिए वाष्पीकरण भी जरूरी है।

पानी पौधे के शरीर में प्रवेश करने वाले उपयोगी (और हानिकारक भी) पदार्थों के मुख्य स्रोतों में से एक है। हालाँकि, इन पदार्थों को अवशोषित करने के लिए सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता होती है। लेकिन गर्म दिनों में, सूरज न केवल पौधे को गर्म कर सकता है, बल्कि ज़्यादा गरम भी कर सकता है, जिससे यह नष्ट हो जाता है।

ऐसा होने से रोकने के लिए, वनस्पतियों के प्रतिनिधि आत्म-शीतलन (पसीने की मानव प्रक्रिया के समान) करने में सक्षम हैं। दूसरे शब्दों में, ज़्यादा गरम होने पर, पौधे पानी को वाष्पित करते हैं और इस प्रकार ठंडा करते हैं। इसलिए गर्मी में बाग-बगीचों की सिंचाई पर इतना ध्यान दिया जाता है।

उद्योग और घर में वाष्पीकरण का उपयोग कैसे किया जाता है?

रासायनिक और खाद्य उद्योगों के लिए वाष्पीकरण एक अनिवार्य प्रक्रिया है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यह न केवल कई उत्पादों को निर्जलित करने में मदद करता है (उनमें से नमी को वाष्पित करता है), जिससे उनकी शेल्फ लाइफ बढ़ जाती है; बल्कि आदर्श आहार उत्पादों (कम वजन और कैलोरी, पोषक तत्वों की उच्च सामग्री के साथ) का उत्पादन करने में भी मदद करता है।

साथ ही, विभिन्न पदार्थों को शुद्ध करने के लिए वाष्पीकरण (विशेष रूप से उच्च बनाने की क्रिया) का उपयोग किया जाता है।

आवेदन का एक अन्य क्षेत्र एयर कंडीशनिंग है।

दवा के बारे में मत भूलना। आखिरकार, साँस लेने की प्रक्रिया (औषधीय तैयारी के साथ संतृप्त भाप की साँस लेना) भी वाष्पीकरण की प्रक्रिया पर आधारित है।

खतरनाक धुंआ

हालाँकि, किसी भी प्रक्रिया की तरह, इसके डाउनसाइड्स भी हैं। आखिरकार, न केवल उपयोगी पदार्थ, बल्कि घातक भी भाप में बदल सकते हैं और लोगों और जानवरों द्वारा श्वास ले सकते हैं। और सबसे दुखद बात यह है कि वे अदृश्य हैं, जिसका अर्थ है कि एक व्यक्ति को हमेशा यह नहीं पता होता है कि वह एक विष के संपर्क में है। इसीलिए खतरनाक पदार्थों के साथ काम करने वाले कारखानों और उद्यमों में सुरक्षात्मक मास्क और सूट के बिना रहने से बचना चाहिए।

दुर्भाग्य से, हानिकारक धुएं घर में भी दुबक सकते हैं। आखिरकार, अगर फर्नीचर, वॉलपेपर, लिनोलियम या अन्य सामान प्रौद्योगिकी के उल्लंघन के साथ सस्ती सामग्री से बने होते हैं, तो वे हवा में विषाक्त पदार्थों को छोड़ने में सक्षम होते हैं, जो धीरे-धीरे उनके मालिकों को "जहर" देंगे। इसलिए, किसी भी चीज़ को खरीदते समय, उस सामग्री के गुणवत्ता प्रमाण पत्र को देखने लायक है जिससे इसे बनाया जाता है।