액체 상단의 분자는 벌크 내의 분자점이 적기 때문에 물은 실온에서 증발합니다. 상단 층이 햇빛에 노출되면 일부 분자는 대기로 빠져 나갈 수있는 충분한 운동 에너지를 얻습니다. 습도는 또한 물이 얼마나 쉽게 증발 할 수 있는지에 영향을 미칩니다. 공기가 이미 수증기로 포화되면 증발이 멈출 것입니다.
우리는 학교에서 물이 끓을 때 액체에서 증기로 위상이 바뀌는 것을 배웠습니다. 이러한 변화를 일으키려면 끓는점이라고 불리는 고온이 필요합니다. 물의 경우이 지점은 100oc입니다. 그러나 비가 오면 하늘이 맑은 후, 특히 해가 나오면 웅덩이가 증발한다는 것을 기억하십시오. 증발에서 물의 위상은 액체에서 증기로 변하며, 이는 100oC 근처의 온도에서 발생합니다.
그래서… 왜 이런 일이 발생합니까?
대답은 물 분자의 물리적 및 화학적 특성과 분자 (분자간 결합) 사이에 형성된 결합에 있습니다.
물 분자는 산소 원자의 전자로 인해 약간 구부러진 형태를 갖는다. 이것은 분자간 수소 결합에 기여합니다.
산소는 전자 자체를 향해 전자를 유치하는 경향이 높습니다. 이 속성을 전기성 이라고합니다 . 전기성이 높기 때문에 전자는 O 근처에 더 많은 시간을 소비하고 부분의 음전하가 O에서 발생합니다. 마찬가지로, 부분 양전하는 H에서 부분적으로 전하가 발생합니다. 물 분자의 형상은 양의 (2 개의 H 원자)와 음전 전하 (O)의 분리가있는 것입니다.
.두 개의 물 분자가 서로 가까이있을 때, 한 분자의 부분적으로 부정적인 O는 다른 분자의 부분적으로 양성 H 원자를 끌어들이는 경향이 있으며, 이는 수소 결합이라고 불리는 약한 결합을 초래한다. 이 결합은 두 가지 다른 분자 (분자간 결합) 사이에 존재합니다. 수소 결합이 약하기 때문에이를 깨기 위해 에너지가 줄어 듭니다. 그렇기 때문에 물은 실온에서 액체로 남아 있습니다.
온도 및 분자 에너지
온도는 분자가 가지고있는 평균 운동 에너지의 척도입니다. 온도가 높을수록 평균 에너지가 커지고 분자가 분자간 인력을 극복하고 더 자유롭게 움직일 수 있습니다. 액체가 증기로 위상을 바꾸려면 두 힘을 극복해야합니다.
온도를 높이면 일정한 압력에서 분자의 에너지가 증가하여 증기 상에 더 가깝게 만듭니다. (사진 크레딧 :UDAIX/ShutterStock)
첫 번째는 응집력이라는 근처 분자의 분자간 인력입니다. 두 번째는 대기에 의해 가해지는 하향 압력입니다. 액체가 증기로 위상을 변화시킬 때, 분자는 모든 분자간 힘을 극복하기에 충분한 운동 에너지를 얻었고 주변 대기에 의해 가해지는 하향 압력을 극복했습니다.
.습도
대기에 존재하는 수증기의 양을 습도라고합니다. 주어진 온도에서 대기는 고정 된 양의 수증기 만 담을 수 있습니다. 온도가 클수록 대기에 존재하는 수증기의 양이 커집니다. 대기에서의 수증기의 농도는 상한을 가지며, 그 너머의 수증기를 보유 할 수 없습니다.
실온에서의 증발
물이 테이블에 얇게 퍼져 있다고 가정하십시오. 분자는 층으로 배열된다. 최상위 층의 분자는 바닥과 측면에서만 매력적인 분자간 힘을 경험하는 반면, 액체 벌크 내의 분자는 모든 방향에서 분자간 인력을 경험합니다. 따라서, 상단의 분자는 벌크 내의 분자 분자 력을 덜 경험한다. 이러한 분자간 힘 (수소 결합)이 약하기 때문에 상단 층이 햇빛에 노출되면 일부 분자는 실온에서 대기로 빠져 나갈 수있는 충분한 운동 에너지를 얻습니다.
증발에서 끓는 것과는 달리 표면의 일부 분자 만 증기 상으로 들어갈 수있는 충분한 에너지가 있습니다. (사진 크레디트 :Vectormine/Shutterstock)
또한 습도가 낮을수록 액체가 증발하기가 더 쉬워집니다. 증발이 계속됨에 따라 대기에서 수증기의 농도가 증가합니다. 임계 임계 값을 넘어서, 대기로 더 이상 수증기를 유지할 수 없습니다. 이것을 포화 상태라고합니다. 포화 상태에 도달하지 않으면 증발이 계속됩니다.
따라서, 습도와 고 분자 에너지의 조합은 표면의 일부 분자가 더 낮은 온도에서도 증발 할 수있게한다!
