II - SỰ BAY HƠI
Sự chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) ở mặt thoáng chất lỏng gọi là sự bay hơi.
Quá trình chuyển ngược lại từ thể khí (hơi) sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ.
1. Thí nghiệm
a) Đổ một lớp nước lên trên mặt đĩa nhôm. Thổi nhẹ lên mặt nước này hoặc hơ nóng đĩa này, ta thấy lớp nước dần biến mất : nước đã bốc thành hơi bay vào không khí.
Nếu đặt bảng thủy tinh gần miệng cốc nước nóng, ta thấy trên mặt bản thủy tinh xuất hiện các giọt nước: hơi nước từ cốc bay lên đã bay lên đọng thành nước.
b) Làm thí nghiệm với nhiều chất lỏng khác thì hiện tượng cũng xảy ra tương tự.
Nguyên nhân của quá trình bay hơi là do một số phân tử chất lỏng ở mặt thoáng có động năng chuyển động nhiệt lớn nên chúng có thể thắng được công cản do lực hút của các phận tử chất lỏng nằm trên mặt thoáng để thoát ra khỏi mặt thoáng và trở thành phân tử hơi của chính chất ấy. Đồng thời khi đó cũng xảy ra cũng xảy ra quá trình ngưng tụ do một số phân tử hơi của chất này chuyển động nhiệt hỗn loạn va chạm vào mặt thoáng và bị các phân tử chất lỏng nằm trên mặt thoáng hút.
Như vậy sự ngưng tụ luôn xảy ra kèm theo sự bay hơi. Sau mỗi đơn vị thời gian, nếu số phân tử chất lỏng thoát khỏi mặt thoáng nhiều hơn thì ta nói chất lỏng bị "bay hơi". Ngược lại ta nói chất lỏng bị ngưng tụ.
2. Hơi khô và hơi bão hòa
a) Nếu dùng một ống xilanh để hút một ít ête lỏng vào trong ống rồi nút kín lại, sau đó kéo pittông lên để tạo một khoảng trống trên mặt thoáng của ête lỏng thì người ta thấy mức ête lỏng trong ống giảm dần cuối cùng dừng lại.
b) Lúc đầu, tốc độ bay hơi của ête lỏng nhanh hơn tốc độ ngưng tụ của hơi ête nên mức ête lỏng trong ống giảm dần. Nhưng vì mật độ phân tử của hơi ête trên mặt tháng vẫn tiếp tục tăng nên hơi ête chưa được bão hòa và gọi là hơi khô. Áp suất hơi ête tăng dần làm giảm tốc độ bay hơi và tăng tốc độ ngưng tụ. Khi tốc độ ngưng tụ bằng tốc độ bay hơi thì quá trình ngưng tụ - bay hơi đạt trạng thái cân bằng động : mật độ phân tử hơi ête không tăng nữa và hơi ête trên mặt thoáng khi đó gọi là hơi bão hòa.
Làm thí nghiệm với các chất lỏng khác, hiện tượng xảy ra tương tự. Hơi khô càng xa trạng thái bảo hòa sẽ càng tuân theo đúng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt. Khi hơi bị bão hòa, áp suất của nó đạt giá trị cực đại và được gọi là áp suất hơi bảo hòa.
Áp suất hơi bão hòa không phụ thuộc thể tích và không tuân theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, nó chỉ phụ thuộc bản chất và nhiệt độ của chất lỏng bay hơi.
3. Ứng dụng
Nước từ biển, sông hồ không ngừng bay hơi tạo thành mây, sương mù, mưa, làm khí hậu điều hòa ... Sự bay hơi nước biển được ứng dụng khai thác muối. Sự bay hơi của Âmônic, frêôn,..., được ứng dụng trong kĩ thuật lạnh. |