Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wanneer een vloeistof en zijn damp in evenwichtsdruk zijn, wordt plotseling verminderd koeling optreden, waarom?

Dit is de reden waarom koeling optreedt wanneer de druk boven een evenwicht tussen vloeistofvapor plotseling wordt verlaagd:

Inzicht in evenwicht

* evenwicht: Wanneer een vloeistof en zijn damp in evenwicht zijn, is de snelheid van verdamping (vloeistof tot gas) gelijk aan de condensatiegraad (gas tot vloeistof). Dit betekent dat er een constante uitwisseling van moleculen is tussen de vloeistof- en dampfasen, maar de totale hoeveelheden blijven hetzelfde.

* dampdruk: De druk uitgeoefend door de damp in evenwicht met de vloeistof wordt de dampdruk genoemd. Het is een maat voor hoe gemakkelijk de vloeistof verdampt.

Het effect van drukvermindering

1. Verschuiving van het evenwicht: Wanneer u plotseling de druk boven de vloeistof verlaagt, wordt het evenwicht verstoord. De dampdruk is nu hoger dan de externe druk.

2. Verhoogde verdamping: Deze drukonbalans stimuleert meer moleculen om te ontsnappen uit de vloeibare fase naar de dampfase om te proberen een nieuw evenwicht te bereiken. Dit komt omdat de vloeibare moleculen nu onder minder druk staan ​​van de omliggende atmosfeer.

3. Energieabsorptie: Verdamping is een endotherme proces. Het vereist energie om de intermoleculaire bindingen te breken die de vloeibare moleculen bij elkaar houden. Deze energie wordt geabsorbeerd uit de omringende vloeistof, wat leidt tot een daling van de temperatuur.

Het koeleffect

Het netto -effect is dat de vloeistof afkoelt omdat deze energie absorbeert om de verhoogde verdampingssnelheid te ondersteunen. Dit komt omdat de vloeistof energie verliest aan de dampfase omdat hij probeert het evenwicht te herstellen bij de lagere druk.

Voorbeeld:

Stel je een verzegelde container voor met water en waterdamp in evenwicht. Als u plotseling de container opent, daalt de druk boven de water. Het water begint snel te verdampen, hitte van de resterende vloeistof weg te nemen en ervoor te zorgen dat het afkoelt.

Sleutelpunt: Dit koeleffect is een fundamenteel principe dat wordt gebruikt in processen zoals koeling en airconditioning.