Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_32_INOVACE_32_10 Název materiáluVypařování a kapalnění AutorMgr. Petr Lintner Tematická oblastFyzika Tematický okruhMolekulová fyzika a termika Ročník2 Datum tvorbyúnor 2014 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Vypařování a kapalnění

Vypařování Přechod látky z kapalného skupenství do plynného. Probíhá při libovolné teplotě kapaliny. Kapaliny se vypařují ze svého volného povrchu. Molekuly vyletující z kapaliny při vypařování tvoří tzv. páru dané kapaliny. Různé kapaliny se vypařují za jinak stejných fyzikálních podmínek různou rychlostí. Velmi rychle se vypařují tzv. těkavé kapaliny (např. éter, toluen, aceton), poměrně pomalu se vypařuje voda, velmi pomalu se vypařuje např. rtuť nebo olej.

Rychlost vypařování kapaliny závisí na: teplotě – rychlost vypařování roste s teplotou velikosti volného povrchu – rychlost vypařování roste s velikostí volného povrchu kapaliny vlastnostech kapaliny (na přitažlivých silách mezi částicemi kapaliny) tlaku par nad kapalinou – s rostoucím tlakem par rychlost vypařování klesá pohybu plynu nad kapalinou

Vypařování z hlediska molekulové fyziky Z volného povrch kapaliny vyletují ty molekuly, jejichž kinetická energie tepelného pohybu je dostatečně velká na překonání sil, které je poutají k ostatním molekulám. Protože to jsou nejrychlejší molekuly, zmenšuje se střední kinetická energie připadající na molekulu kapaliny a tím teplota kapaliny klesá. Teplota vzniklé páry je však stejná jako teplota ochlazené kapaliny, protože molekuly při opouštění kapaliny konají na úkor své kinetické energie práci proti přitažlivým silám.

Teplo, které přijme kapalina, aby se přeměnila na páru téže hmotnosti a teploty, se nazývá skupenské teplo vypařování L v. Skupenské teplo vypařování vztažené na 1 kg dané látky se nazývá měrné skupenské teplo vypařování látky l v. Hlavní jednotkou měrného skupenského tepla vypařování je joule na kilogram (J·kg -1 ). Hodnota l v s rostoucí teplotou klesá.

Var kapaliny Při zahřívání kapaliny dochází při určité teplotě za daného okolního tlaku k tvorbě bublin páry uvnitř kapaliny. Tyto bubliny postupně zvětšují svůj objem a vystupují k volnému povrchu kapaliny. Tento proces vypařování z celého objemu kapaliny se nazývá var. Za stálého vnějšího tlaku probíhá var za stálé teploty varu, kterou značíme t v. Teplota varu kapaliny je závislá na vnějším tlaku. S rostoucím tlakem se teplota varu zvyšuje. Teplota varu za normálního tlaku ( Pa) se nazývá normální teplota varu.

Měrné skupenské teplo varu je rovno měrnému skupenskému teplu vypařování při teplotě varu kapaliny (např. pro vodu je 2,26 MJ·kg -1 ).

Kapalnění (kondenzace) Přechod látky z plynného skupenství do kapalného. Pára kapalní v důsledku zmenšování svého objemu nebo snižování teploty. Kapalnění může nastat na povrchu pevného tělesa, na povrchu kapaliny nebo ve volném prostoru – v tomto případě kondenzaci usnadňují částice prachu nebo elektricky nabité částice (kondenzační jádra). Při kondenzaci se uvolňuje skupenské teplo kondenzační, které je při dané teplotě rovno skupenskému teplu vypařování téže látky o stejné hmotnosti.

Otázky a úkoly: 1.Jaký je rozdíl mezi vypařováním a varem? 2.Co je to Papinův hrnec a na jakém fyzikálním jevu je založen jeho princip? 3.Navrhněte postup, při kterém byste mohli oddělit líh od vody. Jak se tento postup nazývá? 4.Uveďte příčiny vzniku tzv. kondenzačních stop zobrazených na těchto obrázcích: [2][1]

Použité zdroje: BARTUŠKA, Karel. Fyzika pro gymnázia: Molekulová fyzika a termika. 2. vyd. Praha: Prometheus, 1994, 254 s. ISBN SVOBODA, Emanuel aj. Přehled středoškolské fyziky. 4. upravené vydání. Praha: Prometheus, s. ISBN Použité obrázky: [1] Stiopa. Wikimedia Commons [online] [cit ]. Dostupný na [2] Chandler, J.. Wikimedia Commons [online] [cit ]. Dostupný na