जीवन के एक गंभीर तथ्य से हम सभी बचपन से ही भलीभांति वाकिफ हैं। गर्म चाय को ठंडा करने के लिए, इसे ठंडे तश्तरी में डालना और इसकी सतह पर लंबे समय तक फूंकना आवश्यक है। जब आप छह या सात साल के होते हैं, तो आप वास्तव में भौतिकी के नियमों के बारे में नहीं सोचते हैं, आप उन्हें केवल मान लेते हैं या, भौतिक शब्दों में, आप उन्हें एक स्वयंसिद्ध के रूप में लेते हैं। हालाँकि, जैसा कि हम समय के साथ विज्ञान सीखते हैं, हम स्वयंसिद्ध और सुसंगत प्रमाणों के बीच दिलचस्प समानताएँ खोजते हैं, आसानी से हमारे बचपन की धारणाओं को वयस्क प्रमेयों में अनुवादित करते हैं। वही गर्म चाय के लिए जाता है। हममें से किसी ने कल्पना भी नहीं की होगी कि इसे ठंडा करने का यह तरीका सीधे तौर पर तरल के वाष्पीकरण से संबंधित है।
प्रक्रिया का भौतिकी
एक तरल के वाष्पीकरण की दर क्या निर्धारित करता है, इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, प्रक्रिया की भौतिकी को समझना आवश्यक है। वाष्पीकरण किसी पदार्थ के एकत्रीकरण की तरल अवस्था से गैसीय अवस्था में चरण संक्रमण की प्रक्रिया है। बहुत चिपचिपा सहित कोई भी तरल पदार्थ वाष्पित हो सकता है। देखने मेंऔर आप यह नहीं कह सकते कि एक निश्चित जेली जैसा घोल वाष्पीकरण के कारण अपने द्रव्यमान का हिस्सा खो सकता है, लेकिन कुछ शर्तों के तहत ऐसा ही होता है। एक ठोस भी वाष्पित हो सकता है, केवल इस प्रक्रिया को ऊर्ध्वपातन कहते हैं।
यह कैसे होता है
यह पता लगाने के लिए कि तरल के वाष्पीकरण की दर किस पर निर्भर करती है, किसी को इस तथ्य से शुरू करना चाहिए कि यह एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है, यानी एक प्रक्रिया जो गर्मी के अवशोषण के साथ होती है। चरण संक्रमण की गर्मी (वाष्पीकरण की गर्मी) किसी पदार्थ के अणुओं को ऊर्जा स्थानांतरित करती है, उनकी गति को बढ़ाती है और आणविक सामंजस्य की ताकतों को कमजोर करते हुए उनके अलग होने की संभावना को बढ़ाती है। पदार्थ के थोक से अलग होकर, सबसे तेज़ अणु अपनी सीमाओं से बाहर निकल जाते हैं, और पदार्थ अपना द्रव्यमान खो देता है। उसी समय, उत्सर्जित तरल अणु तुरंत उबल जाते हैं, अलग होने पर चरण संक्रमण की प्रक्रिया को अंजाम देते हैं, और उनका निकास पहले से ही गैसीय अवस्था में होता है।
आवेदन
उन कारणों को समझना जिन पर किसी तरल के वाष्पीकरण की दर निर्भर करती है, उनके आधार पर होने वाली तकनीकी प्रक्रियाओं को सही ढंग से नियंत्रित करना संभव है। उदाहरण के लिए, एक एयर कंडीशनर का संचालन, हीट एक्सचेंजर-बाष्पीकरण में, जिसमें रेफ्रिजरेंट उबलता है, ठंडे कमरे से गर्मी लेता है, या एक औद्योगिक बॉयलर के पाइप में पानी का उबलता है, जिसकी गर्मी को स्थानांतरित किया जाता है हीटिंग और गर्म पानी की आपूर्ति की जरूरत है। उन परिस्थितियों को समझना जिन पर तरल के वाष्पीकरण की दर निर्भर करती है, कॉम्पैक्ट आयामों के आधुनिक और तकनीकी उपकरणों के डिजाइन और निर्माण का अवसर प्रदान करती है और एक बढ़ी हुई गुणांक के साथगर्मी हस्तांतरण।
तापमान
एकत्रीकरण की तरल अवस्था अत्यंत अस्थिर होती है। हमारे सांसारिक एन. वाई ("सामान्य परिस्थितियों" की अवधारणा, यानी मानव जीवन के लिए उपयुक्त), यह समय-समय पर एक ठोस या गैसीय चरण में जाने की प्रवृत्ति रखती है। यह कैसे होता है? किसी द्रव के वाष्पन की दर क्या निर्धारित करती है?
प्राथमिक मानदंड, निश्चित रूप से, तापमान है। जितना अधिक हम तरल को गर्म करते हैं, उतनी ही अधिक ऊर्जा हम पदार्थ के अणुओं में लाते हैं, जितने अधिक आणविक बंधन हम तोड़ते हैं, उतनी ही तेजी से चरण संक्रमण प्रक्रिया चलती है। एपोथोसिस एक स्थिर न्यूक्लियेट फोड़ा के साथ प्राप्त किया जाता है। वायुमंडलीय दाब पर पानी 100°C पर उबलता है। एक बर्तन की सतह या, उदाहरण के लिए, एक केतली, जहां यह उबलती है, केवल पहली नज़र में पूरी तरह चिकनी होती है। तस्वीर में कई गुना वृद्धि के साथ, हम पहाड़ों की तरह अंतहीन तेज चोटियों को देखेंगे। इन चोटियों में से प्रत्येक को गर्मी की आपूर्ति की जाती है, और छोटी गर्मी विनिमय सतह के कारण, पानी तुरंत उबलता है, जिससे एक हवा का बुलबुला बनता है जो सतह पर उगता है, जहां यह गिर जाता है। इसलिए इस तरह के उबाल को चुलबुली कहा जाता है। जल के वाष्पीकरण की दर अधिकतम होती है।
दबाव
दूसरा महत्वपूर्ण पैरामीटर, जिस पर किसी तरल के वाष्पीकरण की दर निर्भर करती है, वह दबाव है। जब दबाव वायुमंडलीय से नीचे चला जाता है, तो पानी कम तापमान पर उबलने लगता है। प्रसिद्ध प्रेशर कुकर का काम इस सिद्धांत पर आधारित है - विशेष पैन, जहां से हवा को पंप किया गया था, और पानी पहले से ही 70-80 पर उबाला गया था। दूसरी ओर दबाव में वृद्धि,क्वथनांक को बढ़ाता है। इस उपयोगी संपत्ति का उपयोग थर्मल पावर प्लांट से केंद्रीय हीटिंग और आईटीपी में अत्यधिक गरम पानी की आपूर्ति करते समय किया जाता है, जहां स्थानांतरित गर्मी की क्षमता को बनाए रखने के लिए, पानी को 150-180 डिग्री के तापमान पर गर्म किया जाता है, जब इसे बाहर करना आवश्यक होता है पाइप में उबलने की संभावना।
अन्य कारक
आपूर्ति किए गए वायु जेट के तापमान से अधिक तापमान के साथ तरल की सतह का गहन उड़ना एक अन्य कारक है जो तरल के वाष्पीकरण की दर को निर्धारित करता है। इसके उदाहरण दैनिक जीवन से लिए जा सकते हैं। झील की सतह को हवा से उड़ाते हुए, या उदाहरण जिसके साथ हमने कहानी शुरू की: गर्म चाय को तश्तरी में डालना। यह इस तथ्य के कारण ठंडा हो जाता है कि, पदार्थ के थोक से अलग होकर, अणु अपने साथ ऊर्जा का हिस्सा लेते हैं, इसे ठंडा करते हैं। यहां आप सतह क्षेत्र का प्रभाव भी देख सकते हैं। एक तश्तरी मग से चौड़ी होती है, इसलिए उसके वर्ग से पानी का अधिक द्रव्यमान संभावित रूप से बच सकता है।
तरल का प्रकार ही वाष्पीकरण की दर को भी प्रभावित करता है: कुछ तरल पदार्थ तेजी से वाष्पित होते हैं, अन्य, इसके विपरीत, धीमे। आसपास की हवा की स्थिति का भी वाष्पीकरण प्रक्रिया पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। यदि पूर्ण नमी की मात्रा अधिक है (बहुत नम हवा, जैसे समुद्र के पास), तो वाष्पीकरण प्रक्रिया धीमी होगी।
