Врење против испаравања: разлика и поређење

Кључање је брза фазна промена течности у пару, која се дешава у целој течности на њеној тачки кључања, док је испаравање спор процес где молекули излазе са површине течности у ваздух. За кључање је потребно да цела течност достигне одређену температуру, вишу од собне, док се испаравање може десити на било којој температури, мада спорије на нижим температурама.

Кључне Такеаваис

1. Кување подразумева загревање течности док не достигне тачку кључања, што изазива брзо испаравање; испаравање је постепен процес који се дешава на било којој температури док молекули излазе са површине течности.
2. Врење се дешава у целој запремини течности, са стварањем и подизањем мехурића; испаравање се дешава само на површини течности, без видљивих мехурића.
3. Кључање је брже због великог уноса топлоте, што убрзава испаравање; испаравање је спорије, ослањајући се на топлоту околине и варира са влажношћу и протоком ваздуха.

Врење против испаравања

До кључања долази када се течност загреје до тачке кључања, што је температура на којој је притисак паре течности једнак атмосферском притиску. До испаравања долази када се течност загреје, али не до тачке кључања, а молекули течности излазе у ваздух као пара.

Већину времена, кључање није природни процес, за разлику од испаравања. Испаравање је природно, обично се помиње у циклусу воде.

До испаравања може доћи у било ком тренутку, без обзира на повећање температуре. Оставите чашу воде на радној површини довољно дуго и гледајте како се нивои воде спуштају без људског уплитања.

Упоредна табела

одлика	Загријавање	Испаравање
Дефиниција	Процес течности која се брзо претвара у гас у целој својој запремини на тачки кључања.	Процес течности која се полако претвара у гас са своје површине на било којој температури.
стопа	Брже	Спорији
Температура	Јавља се само на одређеној тачки кључања течности.	Може се појавити на било којој температури, али стопа расте са вишим температурама.
Формирање мехурића	У целој течности се формирају видљиви мехурићи због брзог претварања течности у гас.	Не формирају се мехурићи јер само површински молекули излазе.
Енергетска потреба	Захтева континуирани унос топлоте да би се одржала тачка кључања.	Захтева енергију из околине (нпр. ваздух, сунчева светлост) за претварање молекула у гас.
Примери	Вода која кључа у лонцу, лава која тече из вулкана	Сушење одеће, локве које нестају у врелом дану

Шта је кључање?

Кључање је процес фазне транзиције у коме течност прелази у гасовито стање у свом запремини када се загреје на одређену температуру познату као тачка кључања. Овај прелаз се дешава када је притисак паре течности једнак атмосферском притиску који се врши на површини течности.

Механизам кључања

• Формирање мехурића паре: Када се течност загреје, њени молекули добијају енергију и крећу се брже. На тачки кључања, кинетичка енергија молекула превазилази међумолекулске силе које их држе заједно, омогућавајући им да побегну у гасовиту фазу. Ови молекули формирају мехуриће паре унутар течности.
• Раст и ослобађање мехурића: Како температура расте, више молекула добија довољно енергије да побегне из течне фазе, што доводи до раста мехурића паре. На крају, ови мехурићи постају довољно велики да се уздигну кроз течност и стигну до површине. По доласку на површину, мехурићи пуцају, испуштајући пару у околно окружење.
• Континуирани процес: Кључање је динамички процес који се наставља све док се течност загрева до или изнад тачке кључања и док се обезбеди довољно топлоте да се одржи прелазак течности у пару.

Кључне карактеристике кључања

• Зависност од температуре: До кључања долази на специфичној температури познатој као тачка кључања, која варира у зависности од притиска који се врши на течност. Виши притисци подижу тачку кључања, док је нижи снижавају.
• Уједначена температура: Током кључања, цела запремина течности достиже температуру тачке кључања, обезбеђујући да се испаравање одвија равномерно у целој течности.
• Формирање мехурића: Карактеристична карактеристика кључања је стварање мехурића паре унутар течности. Ови мехурићи су резултат изласка молекула паре и доприносе снажном кретању уоченом у кључајућим течностима.
• Пренос топлоте: Кување је ефикасан метод преноса топлоте, јер је латентна топлота испаравања потребна да се течност претвори у пару. Ово својство се користи у разним индустријским процесима, као што су производња електричне енергије, кување и дестилација.

Шта је испаравање?

Испаравање је процес којим молекули у течном стању (или чврстом стању ако супстанца сублимира) добијају довољно енергије да пређу у гасовито стање. Јавља се на површини течности, где молекули са довољно кинетичке енергије савладавају привлачне силе других молекула и беже у околни простор као пара.

Механизам испаравања

• Површински молекули излазе: У течности, молекули су у сталном кретању због своје топлотне енергије. На површини течности, молекули могу добити довољно кинетичке енергије да савладају међумолекулске силе које их држе у течној фази. Ови молекули излазе у ваздух као пара.
• Апсорпција енергије: Молекули који испаравају апсорбују енергију из свог окружења да би савладали привлачне силе течности. Ова енергија се добија из околине, снижавајући температуру преостале течности. Испаравање је ендотермни процес јер захтева унос енергије да би се прекинуле везе које држе молекуле течности заједно.
• Брзина испаравања: Брзина испаравања зависи од фактора као што су температура, површина, влажност и присуство других супстанци у окружењу. Више температуре повећавају просечну кинетичку енергију молекула, што доводи до чешћег испаравања. Веће површине обезбеђују више простора да молекули побегну, убрзавајући испаравање. Низак ниво влажности омогућава брже испаравање јер има мање влаге у ваздуху за засићење. Насупрот томе, висока влажност успорава испаравање јер је ваздух већ засићен влагом.

Кључне карактеристике испаравања

• Зависност од температуре: Брзине испаравања се повећавају са вишим температурама јер више молекула добија потребну кинетичку енергију да пређе у парну фазу.
• Неуједначен процес: За разлику од кључања, које се дешава у целој течности, испаравање се одвија само на површини течности где молекули имају довољно енергије да побегну.
• Континуирани процес: Испаравање је текући процес који се наставља све док постоји температурни градијент између течности и околине и док површина течности остаје изложена ваздуху.
• Ефекат хлађења: Испаравање изазива ефекат хлађења преостале течности и њене околине јер су молекули са највећом кинетичком енергијом они који ће највероватније побећи, остављајући за собом молекуле са нижом просечном кинетичком енергијом, чиме се снижава температура.

Главне разлике између кључања и испаравања

• Локација догађаја:
  • До кључања се дешава читава маса течности на њеној тачки кључања.
  • Испаравање се дешава само на површини течности.
• Зависност од температуре:
  • До кључања долази на одређеној температури, познатој као тачка кључања, која је виша од околне температуре.
  • Испаравање се може десити на било којој температури, али се његова брзина повећава са вишим температурама.
• Стопа процеса:
  • Кување је брз процес који карактерише стварање мехурића унутар течности.
  • Испаравање је спорији процес где молекули излазе са површине течности у ваздух.
• Енергетски захтеви:
  • За кључање је потребно непрекидно снабдевање топлотом да би се течност одржала на њеној тачки кључања.
  • Испаравање апсорбује топлотну енергију из околине како би олакшало прелазак молекула из течне у парну фазу.
• Уједначеност:
  • Врење утиче на целу запремину течности једнолико.
  • Испаравање се дешава само на површини течности и није равномерно у целој течности.
• Формирање мехурића:
  • Кључање се карактерише формирањем мехурића унутар течности услед брзог испаравања молекула.
  • Испаравање не доводи до стварања мехурића; подразумева постепени излазак молекула са површине течности.

Референце

1. https://www.dictionary.com/browse/boiling?s=t
2. https://www.usgs.gov/special-topic/water-science-school/science/evaporation-and-water-cycle?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects

Последње ажурирање: 04. март 2024