การระเหยทำให้เกิดความเย็นได้อย่างไร?

การระเหยของของเหลวจากพื้นผิวมีผลทำให้เย็นลง และของเหลวต่าง ๆ ก็มีผลในระดับที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น แอลกอฮอล์ถูให้ผลเย็นแบบระเหยมากกว่าน้ำ แอลกอฮอล์ระเหยได้เร็วกว่าน้ำ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงจัดว่าเป็นของเหลวที่ "ระเหยง่าย" แต่ไม่คำนึงถึงของเหลว พวกเขาทั้งหมดปฏิบัติตามหลักการเดียวกันของการทำความเย็นแบบระเหย ในสถานะของเหลว สาร ไม่ว่าจะเป็นน้ำหรือแอลกอฮอล์ มีปริมาณความร้อนอยู่ ซึ่งเป็นศูนย์กลางของกระบวนการ สิ่งสำคัญสำหรับสิ่งนี้คือสองในสามขั้นตอนพื้นฐานของสสาร: ของเหลวและไอ (แน่นอนว่าระยะที่เป็นของแข็งคือระยะที่สาม)

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ทีแอล; DR

การระเหยทำให้เกิดความเย็นเนื่องจากกระบวนการต้องใช้พลังงานความร้อน พลังงานจะถูกนำออกไปโดยโมเลกุลเมื่อพวกมันเปลี่ยนจากของเหลวเป็นก๊าซ และทำให้พื้นผิวเดิมเย็นลง

เมื่อของเหลวระเหย โมเลกุลของของเหลวจะเปลี่ยนจากเฟสของเหลวไปเป็นเฟสไอและหลุดออกจากพื้นผิว ความร้อนเป็นตัวขับเคลื่อนกระบวนการนี้ เพื่อให้โมเลกุลออกจากพื้นผิวของเหลวและหลบหนีเป็นไอจะต้องใช้พลังงานความร้อนไปด้วย ความร้อนที่ใช้มาจากพื้นผิวที่ระเหยออกไป เนื่องจากโมเลกุลได้รับความร้อนในขณะที่มันออกไป สิ่งนี้จึงมีผลเย็นลงบนพื้นผิวที่ทิ้งไว้เบื้องหลัง ทำให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจการทำความเย็นแบบระเหย

ตัวอย่างของความเย็นแบบระเหยคือเหงื่อของมนุษย์ ผิวหนังของเรามีรูพรุนซึ่งน้ำที่เป็นของเหลวภายในผิวหนังกำลังหลบหนีและเปลี่ยนเป็นไอน้ำในอากาศ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น มันจะทำให้ผิวของเราเย็นลง สิ่งนี้เกิดขึ้นเกือบตลอดเวลาในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่น เมื่อเราสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ร้อนกว่าที่เราสบาย ระดับของเหงื่อหรือการระเหยของน้ำจะเพิ่มขึ้น และตามมาด้วยเอฟเฟกต์ความเย็นเพิ่มขึ้น ยิ่งโมเลกุลของน้ำที่หลุดออกมาจากเฟสของเหลวจากผิวและรูขุมขนของเรามากเท่าไร ก็ยิ่งมีผลเย็นมากขึ้นเท่านั้น อีกครั้ง เนื่องจากโมเลกุลของเหลว เมื่อมันหนีออกมาและกลายเป็นไอ ต้องการความร้อนและพวกมันก็นำติดตัวไปด้วย

พืชทำสิ่งที่คล้ายกันผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการคายน้ำ รากพืช "ดื่ม" น้ำจากดินแล้วลำเลียงขึ้นทางลำต้นไปยังใบ ใบพืชมีโครงสร้างที่เรียกว่าปากใบ เหล่านี้คือรูขุมขนที่คุณคิดเทียบได้กับรูขุมขนในผิวของเรา

หนึ่งในหน้าที่หลักของกระบวนการนี้ในพืชคือการขนส่งน้ำที่เนื้อเยื่อพืชต้องการในส่วนอื่น ๆ ของพืชนอกเหนือจากราก แต่ผลการทำความเย็นแบบระเหยนี้ก็เป็นประโยชน์ต่อพืชเช่นกัน วิธีนี้ช่วยให้พืชซึ่งอาจจะต้องโดนแสงแดดโดยตรงและจัดจ้านจากความร้อนสูงเกินไป และนี่ก็อธิบายได้ว่าทำไมในวันที่อากาศร้อน ถ้าเราเข้าไปในพื้นที่ป่า เรารู้สึกเย็นขึ้นมาก ส่วนหนึ่งเป็นเพราะร่มเงา แต่ส่วนหนึ่งก็เนื่องมาจากความเย็นแบบระเหยจากต้นไม้ผ่านกระบวนการคายน้ำ

ลมเพิ่มผลของการทำความเย็นแบบระเหย และนี่เป็นแนวคิดที่คุ้นเคย ใครก็ตามที่เคยว่ายน้ำและออกจากน้ำในบรรยากาศที่สงบ เทียบกับที่มีลมแรง สามารถยืนยันได้ว่ารู้สึกเย็นกว่าเมื่อได้รับลม ลมจะเพิ่มอัตราการระเหยของน้ำของเหลวจากผิวของเราและเร่งปริมาณที่เปลี่ยนเป็นไอ

อนึ่ง กระบวนการนี้ยังทำให้เกิดความหนาวเย็นจากลมอีกด้วย แม้ในสภาพอากาศที่หนาวเย็น เมื่อเราอยู่ข้างนอกและผิวหนังของเราสัมผัสกับองค์ประกอบต่างๆ ก็จะมีเหงื่อออกจำนวนหนึ่ง เมื่อลมแรง การทำความเย็นแบบระเหยมากขึ้นจะเกิดขึ้นจากผิวหนังที่สัมผัส สิ่งนี้อธิบายพื้นฐานเบื้องหลังปัจจัยที่เรียกว่าลมหนาว