Co je to odpařovací teplo?

Teplo odpařování, ΔH _vap , někdy nazývané entalpií odpařování, je množství energie potřebné k přeměně kapaliny na páru v bodu varu. Tato energie je nezávislá na jakékoli složce způsobené zvýšením teploty. Teplo odpařování se často měří při atmosférickém tlaku a při běžném bodu varu, i když tomu tak vždy není. Protože bod varu jakékoli kapaliny se mění s okolním tlakem a odpařovací teplo závisí také na tomto tlaku, musí být odpařovací teplo kapaliny závislé na teplotě. Dvourozměrné (2-D) grafy zobrazují jednoduchý, téměř parabolický vztah pro většinu běžných tekutin.

Má-li být proces varu nebo odpařování zcela pochopen, musí být zváženo mnoho vlivů. Mezi nimi jsou mezimolekulární vazebné síly, jako jsou van der Waalovy síly - které zahrnují přinejmenším londýnské rozptylové síly - a mnohem silnější vazebné síly vodíku, pokud jsou použitelné. Musí být zahrnuta práce nezbytná pro rozšíření plynu. Navíc byla z větší části potenciální energie kapaliny přeměněna na kinetickou energii v plynu. Je chybné předpokládat, že veškerá tato kinetická energie existuje ve formě translační energie; část z toho se stává rotační energií a vibrační energií.

Na základní úrovni je slibný jeden koncepční model, který byl poprvé popsán v roce 2006 v časopise Fluid Phase Equilibria . V tomto modelu se empirická data pro 45 prvků dobře shodovala, když byly vytvořeny dva předpoklady: povrch kapaliny je flexibilní a částice využívá veškerou svou latentní energii k uvolnění částic, které blokují její únik - povrchový odpor. V této studii byla při výpočtech použita maximální povrchová plocha, která může zadržet částici v její okolní tekutině. Malé odchylky mezi výpočty a realitou byly vysvětleny z hlediska aproximací, jako je aproximace tvrdé koule pro atomy.

Odpařovací teplo má značný význam pro průmyslové destilační přístroje. Je to také důležité v situacích, kdy je třeba brát v úvahu tlak par, jako je tomu v konstrukci a funkci parních tepláren. Jedno matematické vyjádření zvláštního zájmu v tomto ohledu je Clausius-Clapeyronova rovnice. Tato rovnice kombinuje odpařovací teplo se systémovými tlaky a teplotami. Použitím rovnice z jedné konkrétní teploty a tlaku par může být druhý tlak páry stanoven při jiné teplotě.