Frage:
Wie verdunstet Wasser bei Raumtemperatur vollständig?
Carl Wong
2017-10-15 16:38:14 UTC
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Wenn Wasser bei Raumtemperatur verdunstet, weil ein kleiner Prozentsatz der Moleküle genug Energie hat, um in die Luft zu entweichen, warum verdunstet dann eine Küchentheke mit einer kleinen Menge Wasser bei Raumtemperatur schließlich vollständig?

Im System (Glas Wasser usw.) haben die Wassermoleküle eine Verteilung unterschiedlicher kinetischer Energien. Einige der Moleküle mit einer höheren kinetischen Energie können sich daher von der Masse lösen und verdampfen.
Dies liegt an [Diffusion] (https://en.wikipedia.org/wiki/Diffusion). Es "verdunstet" nicht, es "diffundiert" :-)
Das tut es nicht. Es ist immer noch eine mikroskopisch kleine Menge Wasser vorhanden.
@Bdrs: Ihre Erklärung beschreibt nicht, wie das gesamte Wasser letztendlich verdunsten kann. Nach Ihrer Erklärung haben alle Moleküle von Anfang an genug Energie.
Während ich die zugrunde liegende Frage verstehe (Warum verdunstet Wasser bei Raumtemperatur?), Bin ich durch den Wortlaut dieser Frage wirklich verwirrt. Für mich bedeutet dies im Wesentlichen: "Wenn Wasser bei Raumtemperatur verdunstet, warum verdunstet dann mehr Wasser bei Raumtemperatur." auch Raumtemperatur? "
Fünf antworten:
Ivan Neretin
2017-10-15 18:14:02 UTC
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Wenn Ihr kleiner Prozentsatz an Molekülen mit ausreichend hoher kinetischer Energie verdunstet, kühlt sich das verbleibende flüssige Wasser ab. Dabei leitet es jedoch Wärme aus seiner Umgebung ab und bleibt somit bei Raumtemperatur (oder in der Nähe davon), sodass immer noch ein Teil der Moleküle verdampfen kann, und dies geschieht, und es wird mehr Wärme aus der Umgebung übertragen. und so geht es weiter, bis alles Wasser weg ist.

Insbesondere eine geringe Menge verdampfenden Wassers senkt die Temperatur nicht und erhöht die Luftfeuchtigkeit des Raums nicht auf messbare Weise.
Danke für die Antwort ! Ich habe immer noch eine Frage, denn es scheint, dass alles, was das System entlastet, beim Start Energie hatte. Wie erhält die Molekülschicht diese Starterenergie? Oder ist es unrealistisch, sich diesen Fall nicht vorzustellen? * Bearbeiten * [Könnte die Antwort sein] (https://chemistry.stackexchange.com/a/7450/53471)?
*** Alles *** hat Wärmeenergie, es sei denn, es wird auf den absoluten Nullpunkt abgekühlt. Wenn Sie dies mit Ihrem Wasser tun (und einen Wärmeaustausch verhindern), verdunstet es natürlich nicht.
basseur
2017-10-15 16:49:13 UTC
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Dies geschieht, weil die Verdunstungsrate höher ist als die Kondensationsrate.

$$ \ ce {H2O (l) < = >> H2O (g)} $$

Dies liegt auch daran, dass Sie ein offenes System haben: Materie und Energie können mit ihrer Umgebung ausgetauscht werden. Das verdampfte Wasser kann aus dem Glas verdampfen und woanders kondensieren.

Aggregationszustände sollten nicht tiefgestellt werden, es ist nicht falsch, sondern die [Empfehlungen (Abschnitt 2.1.)] (Https://web.archive.org/web/20131125004444/http://pac.iupac.org/publications /pac/pdf/1982/pdf/5406x1239.pdf) sind unterschiedlich.
Wann ist dann die Verdunstungsrate gleich der Kondensationsrate?
Dies hängt von einer Reihe von Faktoren ab (siehe https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1440&t=water-evaporation-rate), z.die Temperatur der Wasseroberfläche, die Temperatur der Luft, die Luftfeuchtigkeit und natürlich die Fläche der Oberfläche.Außerdem müssen Sie den Luftstrom an der Oberfläche vorbei sowie die Wasserströme berücksichtigen, die Wärme von der Oberfläche wegleiten.
Auch eine gute Lektüre: https://www.e-education.psu.edu/meteo3/l4_p4.html
RoyC
2017-10-16 14:06:54 UTC
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Das Wasser auf der Oberfläche existiert nicht isoliert, es ist in Kontakt mit der Luft und mit der Oberfläche. Zufällige Moleküle mit höherer Energie in der Oberfläche und in der Luft fügen den Wassermolekülen durch Kollision Energie hinzu, wodurch einige von ihnen aus der Flüssigkeit entweichen (verdampfen).

Aus diesem Grund führt das Verdampfen von Wasser zur Abkühlung der Luft und Oberflächen um ihn herum.

Diese Antwort trifft fast den Punkt. Es ist nicht ein "Prozentsatz des gesamten Wassers", der aus dem flüssigen Zustand entweicht, sondern ein Prozentsatz der Wassermoleküle ** nahe genug an der Oberfläche **. Da die Oberfläche eine konstante Größe beibehält (unter der Annahme eines zylindrischen Topfes mit Standardausgabe), beobachten wir eine konstantere Verdunstungsrate (im Fall des "Prozentsatzes des gesamten Wassers" würden wir eine Art Halbwertszeit beobachten - eine abnehmende Verdunstungsrate asymptotisch auf Null, wenn die Wassermenge abnimmt).
user53443
2017-10-16 06:23:10 UTC
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Nehmen wir an, $ q \ in {]} 0,100 {]} $ ist der minimale Nettoprozentsatz des Volumens (oder der Masse), der bei jeder Sekunde $ t $ verdunstet (für jedes $ t>0 $). Wenn wir "net" sagen, nehmen wir an, dass mehr Wassermoleküle die Küchentheke verlassen als zurückkehren, und dass der Anteil der Moleküle, die die Oberfläche verlassen, im Verhältnis zur Anzahl der zurückkommenden Moleküle eine konstante, positive Untergrenze hat. (Andere Antworten erklären, warum dies unter Küchenbedingungen wahrscheinlich der Fall ist.)

Dann verbleiben höchstens 100-q $ Prozent pro Zeiteinheit. Nach $ t $ Zeiteinheiten beträgt die verbleibende Wassermenge höchstens $ \ mathrm {a_0} \ Bigl (\ frac {100-q} {100} \ Bigr) ^ t $, wobei $ a_0 $ die ist Anfangsbetrag. Seit $ 100-q<100 $ erhalten wir $$ \ lim_ {t \ to + \ infty} \, \ mathrm {a_0} \ Bigl (\ frac {100-q} {100} \ Bigr) ^ t \ = \ 0 \, Insbesondere ist nach einem bestimmten Zeitpunkt die Wassermenge geringer als die minimal mögliche Menge (das Volumen eines $ \ mathrm {H} _2 \ mathrm {O} $ -Moleküls oder seine Masse, vereinfacht, natürlich).

Wenn die getroffene Annahme nicht gültig ist (z. B. aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit irgendwo in Asien), wäre das Ergebnis falsch: Das Wasser wird NICHT vollständig verdunsten.

(Eine Seite muss gemacht werden. Beachten Sie, dass die obige mathematische Behandlung eine grobe Vereinfachung darstellt. Um ein realistischeres Verdunstungsmodell zu erhalten, sollten wir berücksichtigen, dass die Verdunstung nur von der Oberfläche und nicht vom gesamten Volumen erfolgt und dass Sowohl die Oberfläche als auch das Volumen ändern sich mit der Zeit. Beachten Sie auch, dass sich die Verdunstungsrate bereits innerhalb einer Sekunde ändert.)

Ich denke, dies ignoriert den physikalischen Aspekt der Frage. Die Frage scheint mir zu lauten: "Wehn Wasser verdunstet, weil die hochenergetischen Moleküle den Körper der Flüssigkeit verlassen. OK, aber wenn sie alle verschwunden sind, warum hört die Verdunstung nicht auf?"
@DavidRicherby Die Frage sagt es nicht so. Was Sie geschrieben haben, ist Ihre rein subjektive * Interpretation * der Frage.
Die Frage spricht über den geringen Prozentsatz an Molekülen, die genug Energie haben, um zu entweichen, und fragt, wie Wasser vollständig verdampfen kann. Obwohl sie verstehen, wie die energetischen Moleküle entkommen können, ist es sicherlich eine natürliche Interpretation, dass die Frage lautet, wie auch die unenergetischen entkommen können.
@DavidRicherby Es erscheint Ihnen nur subjektiv "natürlich", aber nicht unbedingt den anderen. Wenn Sie mit Ihrer eigenen Interpretation gehen möchten, posten Sie Ihre eigene Antwort.
Ich muss keine Antwort posten, da [es wurde bereits gepostet] (https://chemistry.stackexchange.com/a/84237/7412) und viele positive Stimmen erhalten hat.
@DavidRicherby Wenn es gesagt wurde, sind Ihre Kommentare veraltet. Beachten Sie, dass ich auf die anderen Antworten in meinem Beitrag verweise.
Nobody
2017-10-16 20:20:03 UTC
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Wasser verdunstet immer, wenn es bei normalem atmosphärischem Druck über 0 Grad Celsius liegt.
Wenn es über 0 Grad liegt, gibt es immer Moleküle mit ausreichend hohen Energien, um die flüssige Phase zu verlassen.

Siehe diese Quora-Antwort (beachten Sie, dass die Quora-Antwort darauf hinweist, dass Verdunstung bei 0 ° C mit dem richtigen Druck möglich ist), diese Physics.SE-Antwort

Nur ein Kommentar zu Temperatur und Verdunstung: Die Temperatur von 0 ° C ist nicht magisch, wenn es um die Verdunstung von Wasser geht. Solange die relative Luftfeuchtigkeit weniger als 100% beträgt, verdunstet Wasser bei jeder Temperatur über oder unter 0 ° C.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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