ความร้อนของการระเหยคืออะไร?

ความร้อนของการกลายเป็นไอΔH vap ซึ่งบางครั้งเรียกว่าเอนทาลปีของการกลายเป็นไอคือปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการเปลี่ยนของเหลวให้กลายเป็นไอที่จุดเดือด พลังงานนี้ไม่ขึ้นกับส่วนประกอบใด ๆ ที่เกิดจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น ความร้อนของการระเหยมักจะถูกวัดที่ความดันบรรยากาศและจุดเดือดทั่วไปถึงแม้ว่าจะไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป เนื่องจากจุดเดือดของของเหลวใด ๆ จะแปรผันตามความดันโดยรอบและความร้อนของการระเหยกลายเป็นไอนั้นขึ้นอยู่กับแรงดันนั้นด้วยดังนั้นความร้อนของการระเหยของของเหลวจึงต้องขึ้นกับอุณหภูมิ กราฟสองมิติ (2-D) แสดงถึงความสัมพันธ์ที่เรียบง่ายใกล้เคียงกับพาราโบลาสำหรับของเหลวที่พบบ่อยที่สุด

มีอิทธิพลมากมายที่ต้องพิจารณาหากกระบวนการเดือดหรือการระเหยกลายเป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ กลุ่มคนเหล่านี้คือแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเช่นกองกำลังของแวนเดอร์วาวาลซึ่งรวมถึงกองกำลังการกระจายอย่างน้อยที่สุดในลอนดอนและกองกำลังพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นถ้ามี ต้องรวมงานที่จำเป็นเพื่อขยายก๊าซ นอกจากนี้ส่วนใหญ่แล้วพลังงานศักย์ของของเหลวจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ในก๊าซ มันผิดพลาดที่จะคิดว่าพลังงานจลน์ทั้งหมดนี้มีอยู่ในรูปของพลังงานเชิงการแปล บางส่วนมันกลายเป็นพลังงานหมุนและพลังงานสั่นสะเทือน

ในระดับพื้นฐานมากขึ้นหนึ่งโมเดลเชิงแนวคิดที่อธิบายครั้งแรกในปี 2549 ในวารสาร Fluid Phase Equilibria มีแนวโน้มที่ดี ในแบบจำลองนั้นข้อมูลเชิงประจักษ์สำหรับ 45 องค์ประกอบนั้นเข้ากันได้ดีเมื่อมีการตั้งสมมติฐานสองประการคือพื้นผิวของของเหลวมีความยืดหยุ่นและอนุภาคใช้พลังงานแฝงทั้งหมดเพื่อแยกอนุภาคที่ขวางกั้นการหลบหนีออกมา - ความต้านทานพื้นผิว ในการศึกษาครั้งนี้ใช้การคำนวณพื้นที่ผิวสูงสุดที่สามารถเก็บอนุภาคในของเหลวรอบข้างได้ การเบี่ยงเบนเล็กน้อยระหว่างการคำนวณและความเป็นจริงถูกอธิบายในแง่ของการประมาณเช่นการประมาณทรงกลมของลูกบอลแข็งสำหรับอะตอม

ความร้อนของการระเหยกลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์การกลั่นอุตสาหกรรม นอกจากนี้ยังมีความสำคัญในสถานการณ์ที่ต้องพิจารณาความดันไอเช่นในการออกแบบและการทำงานของโรงให้ความร้อนด้วยไอน้ำ การแสดงออกทางคณิตศาสตร์ที่น่าสนใจเป็นพิเศษในเรื่องนี้คือสมการ Clausius-Clapeyron สมการนี้รวมความร้อนของการระเหยด้วยแรงดันและอุณหภูมิของระบบ การใช้สมการจากอุณหภูมิและความดันไอหนึ่งจะสามารถกำหนดความดันไอที่สองที่อุณหภูมิอื่น