蒸発熱とは

蒸発の熱、ΔHvapは、蒸発のエンタルピーとも呼ばれ、液体を沸点で蒸気に変換するのに必要なエネルギーの量です。 このエネルギーは、温度上昇に起因するコンポーネントとは無関係です。 気化熱は大気圧と通常の沸点で測定されることがよくありますが、常にそうとは限りません。 液体の沸点は周囲の圧力によって変化し、蒸発熱もその圧力に依存するため、液体の蒸発熱は温度に依存する必要があります。 2次元（2-D）グラフは、最も一般的な液体の単純な放物線に近い関係を示しています。

沸騰または蒸発のプロセスを完全に理解する必要がある場合、考慮しなければならない多くの影響があります。 これらの中には、ファンデルワールス力などの分子間結合力（少なくともロンドンの分散力を含む）と、該当する場合ははるかに強い水素結合力があります。 ガスを膨張させるために必要な作業を含める必要があります。 さらに、ほとんどの場合、液体のポテンシャルエネルギーは気体の運動エネルギーに変換されます。 この運動エネルギーのすべてが並進エネルギーの形で存在すると仮定するのは誤りです。 その一部は回転エネルギーと振動エネルギーになります。

より基本的なレベルでは、2006年にJournal Fluid Phase Equilibriaで最初に説明された概念モデルの1つが有望です。 このモデルでは、液体の表面は柔軟であり、粒子はその潜在的なエネルギーをすべて使用して粒子の逃げを妨げる自由度-表面抵抗という2つの仮定が立てられたとき、45個の要素の経験データがよく一致しました。 この研究では、周囲の液体に粒子を保持できる最大表面積を計算に使用しました。 計算と現実の間の小さな偏差は、原子の硬球球近似などの近似の観点から説明されました。

気化熱は、工業用蒸留装置にとって非常に重要です。 また、蒸気加熱プラントの設計や機能のように、蒸気圧を考慮する必要がある状況でも重要です。 この点で特に興味深い数学的な表現は、クラウジウス-クラペイロン方程式です。 この方程式は、蒸発熱とシステムの圧力と温度を組み合わせたものです。 式を使用して、特定の温度と蒸気圧から、別の温度で2番目の蒸気圧を決定できます。