濕的衣服,晾在戶外,過不久便乾了。期間衣服上液態的水變成了氣態。可是,晾衣服的環境溫度並沒有達到水的沸點,水是如何汽化的呢?
原來,即使水的溫度較低,水分子整體的平均動能沒有達到沸騰的可能,但在水分子相互的推拉碰撞中,也會偶爾產生個別動能較大的水分子。一旦這些水分子處於液體的表面,它們便能掙脫周圍分子的吸引,逃到空氣中去,變成氣體(請耐心觀察上一節互動中的「液體」)。這種液體表面的汽化過程稱為蒸發。
升高液體的溫度、增大液體的表面積、加快液體表面空氣的流動,都有利於水分子脫離液體表面,加快蒸發的速率。如果周圍空氣太潮濕,空氣中充滿了水分子,則會減慢蒸發的過程。
蒸發時,水分子脫離液體所需要的動能,是由它周圍的水分子傳遞給它的。而當這些吸收了足夠動能的水分子脫離後,餘下的水分子的平均動能就減少了,液體的溫度因而稍微降低。這就是蒸發的冷卻效應。
其中,我們最為熟悉的例子即是流汗。人的身體為了調控體溫,會在人體溫度偏高時,由皮膚的汗腺分泌出汗水,通過汗水的蒸發帶走身體的能量,使體溫下降。
蒸發和沸騰同樣是液體汽化成氣體的過程,下面讓我們來比較一下它們有什麼樣的區別。
蒸發 | 沸騰 |
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可在任何溫度發生 | 發生在沸點 |
和緩的汽化過程 | 劇烈的汽化過程 |
只發生在液體的表面 | 發生在液體內部的每處 |
不產生氣泡 | 液體內部會有氣泡產生 |
無需加熱液體,蒸發亦可持續發生 | 維持沸騰需要持續對液體加熱 |
蒸發後液體溫度會稍微下降 | 沸騰過程液體溫度保持不變 |