L'acqua bollente in una pentola e l'acqua che scompare rapidamente dalle superfici nella calura estiva è dovuta alla vaporizzazione e all'evaporazione. Sebbene entrambe siano transizioni di fase, la differenza tra vaporizzazione ed evaporazione ha a che fare con la temperatura alla quale avviene il cambiamento di fase.
Distinguere tra vaporizzazione ed evaporazione
Considera queste definizioni per distinguere tra vaporizzazione ed evaporazione.
Vaporizzazione è la fase di transizione di un elemento quando passa da una fase liquida a una fase gassosa in un punto maggiore del punto di ebollizione.
Evaporazione è il passaggio dalla fase liquida alla fase gassosa che avviene al di sotto della temperatura di ebollizione.
Stati e fasi della materia
La trasformazione tra gli stati liquido, solido e gassoso della materia avviene senza modificare la composizione chimica della sostanza.
Si consideri il diagramma di flusso sottostante di come gli stati della materia si incrociano l'uno nell'altro; i processi con cui ciò avviene sono denominati:
Solido → in fusione si trasforma in → liquido → in evaporazione si trasforma in → gas
Il contrario è:
Gas → in condensazione si trasforma in → liquido → in congelamento si trasforma in → solido
Processo di vaporizzazione
Il processo di vaporizzazione è quando un elemento cambia da liquido a vapore. Il due tipi di vaporizzazione sono l'evaporazione e l'ebollizione. L'evaporazione, quindi, è un tipo di vaporizzazione.
L'ebollizione non è elencata nei suddetti cambiamenti di fase della materia. L'ebollizione è un fenomeno di massa in cui il vapore, sotto forma di bolle, si forma sotto la superficie del liquido e non in superficie, come nell'evaporazione.
All'aumentare della temperatura, l'energia cinetica delle particelle aumenta. Alcune particelle sono in grado di rompere le forze intermolecolari mantenendole in forma liquida, e salgono nella loro forma gassosa e fuoriescono nell'ambiente sotto forma di vapori.
Processo di evaporazione
Si noti che nella fase di cui sopra cambia, evaporazione è quando un liquido si trasforma in gas. Le particelle in forma liquida stanno raccogliendo abbastanza energia, sotto forma di calore da una stufa o dal sole per esempio, per passare dalla forma liquida poco compatta a quella gassosa più energetica modulo. Man mano che le particelle acquisiscono più energia cinetica, rompono le forze intermolecolari all'interno della forma liquida.
Una volta che alcune particelle si trasformano in gas, le restanti particelle a energia cinetica inferiore nel liquido hanno un calo della temperatura del liquido e un aumento della velocità di evaporazione. Questo processo è noto come raffreddamento evaporativo, ed è per questo che il corpo tende a raffreddarsi durante la sudorazione.
Differenza nel processo di fase
Esiste una leggera differenza tra vaporizzazione ed evaporazione poiché si trasforma in una forma gassosa. Con la vaporizzazione, tutta l'acqua può trasformarsi in gas. Con l'evaporazione, solo il livello superiore dell'acqua si trasforma in gas.
Le molecole liquide che evaporano devono trovarsi sulla superficie dell'acqua e avere energia cinetica sufficiente per evaporare.
Vaporizzazione ed evaporazione in condizioni diverse
Un aumento della temperatura, della superficie o del movimento dell'aria aumenterà la velocità di vaporizzazione. All'aumentare della pressione, tuttavia, è più difficile per le particelle acquisire energia cinetica e fuggire, e la vaporizzazione diminuirà. L'acqua a una quota più bassa, dove c'è più pressione, impiega più tempo a bollire.
Con il calore, la bassa umidità, il movimento dell'aria più rapido e la pressione più bassa, l'evaporazione aumenta.
Pressione di vapore in sistemi chiusi
In un sistema chiuso, come una bottiglia d'acqua, l'acqua evapora, spesso tocca i bordi della bottiglia d'acqua, quindi si condenserà e ricadrà nel corpo idrico. La pressione del vapore, la pressione del vapore a contatto con la sua forma liquida, aumenta nella bottiglia d'acqua fino a quando la pressione raggiunge un certo punto che scoraggia l'ulteriore evaporazione.
Se l'acqua viene fatta bollire in una pentola, la pressione del vapore può diventare abbastanza forte da provocare l'apertura del sistema chiuso, come il tintinnio o il sollevamento del coperchio di una pentola.