Cos'è il calore della vaporizzazione?
Il calore della vaporizzazione, ΔH vap , a volte chiamato entalpia della vaporizzazione, è la quantità di energia necessaria per convertire un liquido in vapore nel punto di ebollizione. Questa energia è indipendente da qualsiasi componente derivante da un aumento della temperatura. Il calore della vaporizzazione viene spesso misurato a pressione atmosferica e al normale punto di ebollizione, sebbene non sia sempre così. Poiché il punto di ebollizione di qualsiasi liquido varia con la pressione circostante e il calore della vaporizzazione dipende anche da quella pressione, il calore di vaporizzazione di un liquido deve essere dipendente dalla temperatura. I grafici bidimensionali (2-D) mostrano una semplice relazione quasi parabolica per i liquidi più comuni.
Ci sono molte influenze che devono essere considerate se il processo di ebollizione o vaporizzazione, deve essere completamente compreso. Tra questi ci sono le forze di legame intermolecolari come le forze di Van der Waal - che includono al minimo le forze di dispersione di Londra - e il tantoforze di legame idrogeno più forti, se applicabile. Il lavoro necessario per espandere il gas deve essere incluso. Inoltre, per la maggior parte, l'energia potenziale del liquido è stata convertita in energia cinetica nel gas. È errato supporre che esista tutta questa energia cinetica sotto forma di energia traslazionale; parte di essi diventa energia rotazionale e energia vibrazionale.
A un livello più semplice, è promettente un modello concettuale descritto per la prima volta nel 2006 nella rivista Equilibri della fase fluida . In quel modello, i dati empirici per 45 elementi si abbinarono bene quando furono fatte due ipotesi: la superficie di un liquido è flessibile e una particella usa tutta la sua energia latente per liberarsi dalle particelle che bloccano la sua fuga - la resistenza superficiale. In questo studio, nei calcoli è stata utilizzata la superficie massima che può contenere una particella nel liquido circostante.Piccole deviazioni tra i calcoli e la realtà sono state spiegate in termini di approssimazioni, come l'approssimazione della sfera hardball per gli atomi.
Il calore della vaporizzazione è di notevole importanza per gli apparati di distillazione industriale. È anche importante nelle situazioni in cui deve essere considerata la pressione di vapore, come nella progettazione e nella funzione delle piante di riscaldamento a vapore. Un'espressione matematica di particolare interesse a questo proposito è l'equazione di Clausius-Clapeyron. Questa equazione combina il calore della vaporizzazione con pressioni e temperature del sistema. Usando l'equazione, da una particolare pressione di temperatura e vapore, una seconda pressione di vapore può essere determinata ad un'altra temperatura.