2.21: Vaporizzazione

La vaporizzazione trasforma una sostanza liquida in una sostanza gassosa o vaporosa. Per raggiungere questo obiettivo, l’energia cinetica deve essere maggiore delle forze intermolecolari che mantengono le molecole legate. La quantità di energia necessaria per vaporizzare una quantità di liquido ad una determinata pressione e una temperatura costante è chiamata calore della vaporizzazione. Quando l’acqua liquida viene vaporizzata, si trasforma in vapore.

Metodi

L’aggiunta di calore a un liquido fino a raggiungere il suo punto di ebollizione è un metodo di vaporizzazione. L’ebollizione è un tipo di vaporizzazione che si verifica quando le bolle di vapore si formano sotto la superficie del liquido. Il punto di ebollizione varia in base alla pressione atmosferica. Con più pressione atmosferica, è necessaria più energia per raggiungere il punto di ebollizione. A livello del mare, l’acqua bolle a 100 ^oC (212 ^oF), questa temperatura del livello del mare è chiamata punto di ebollizione normale o atmosferica. A quote più elevate, l’acqua richiede meno energia per bollire. Sul Monte Everest, l’acqua bolle a circa 71 ^oC (160 ^oF). Nello spazio, che manca di un’atmosfera ma è anche estremamente freddo, l’acqua prima bolle e poi congela, una conseguenza dell’elevata capacità di calore dell’acqua.

L’evaporazione, un altro tipo di vaporizzazione, si verifica sotto il punto di ebollizione. In questo processo, le molecole d’acqua con abbastanza energia cinetica da superare le forze intermolecolari sfuggono alla superficie dell’acqua come vapore. Le molecole d’acqua rimanenti hanno una minore energia cinetica. Se questo accade su larga scala, l’energia cinetica complessiva della massa liquida diminuisce, raffreddando il liquido. La sudorazione sfrutta il fenomeno dell’evaporazione per diminuire la temperatura corporea. Quando il sudore evapora dal corpo, il sudore rimanente è più fresco e aiuta ad assorbire il calore dal corpo.

Le proprietà evaporative dell’acqua sono utilizzate anche dalle piante per aiutare a spostare l’acqua attraverso l’impianto. Poiché le molecole d’acqua vengono rilasciate dai pori sulle foglie ed evaporano, attraggono molecole d’acqua sotto di esse verso l’alto attraverso l’adesione molecolare. Su scala ambientale, l’evaporazione dell’acqua è il motore che guida il ciclo dell’acqua e gran parte del tempo e del clima della Terra. Circa il 71% della superficie terrestre è acqua, quindi è importante comprendere i meccanismi e la potenza dell’evaporazione dell’acqua.