Испарение

Испарение, переход вещества из жидкого состояния в парообразное или газообразное. Явление испарения может происходить не иначе, как со свободной поверхности жидкости (то есть такой поверхности, которая отделяет жидкость от пустоты или от газообразной среды). Образующийся пар распространяется в пограничном с жидкостью пространстве; при этом можно различать два случая: 1) когда это пространство ограничено: тогда упругость выделяющегося пара и плотность его, увеличиваясь, достигают некоторой предельной величины; полученный пар зовется насыщающим пространство, или, короче, насыщенным; 2) когда смежное с жидкостью пространство не ограничено. Этот второй случай значительно сложнее, и ход явления зависит здесь от множества условий. Впервые вопрос был экспериментально исследован Дальтоном, который нашел, что количество Р жидкости, испаряющейся в 1 секунду, или так называемая скорость испарения, прямо пропорциональна ее свободной поверхности S, прямо пропорциональна разности между упругостью F, какую имел бы насыщенный пар при температуре испаряющейся жидкости, и упругостью f паров, уже находящихся над жидкостью; наконец, Р обратно пропорционально упругости Н какого-нибудь постороннего газа (например, воздуха), в атмосфере которого происходит испарение. Эти результаты выражаются формулою

P = (CS/H)(F-f)

где С — числовой множитель. Опыты над испарением воды и алкоголя привели Дальтона к выводу, что С имеет одно и то же значение для различных жидкостей: это значит, что, например, при испарении воды и алкоголя в сухом воздухе (f =0) и при одинаковой температуре скорость испарения пропорциональна наибольшей упругости пара рассматриваемой жидкости. Из формулы между прочим следует, что при Н=0 Р бесконечно велико, то есть испарение в пустоту происходит с весьма большой скоростью (по крайней мере, если разность F—f не очень мала, то есть если пространство, окружающее жидкость, не очень близко к состоянию насыщения). Дальтон нашел, что значение множителя С зависит от того, происходит ли испарение в спокойной атмосфере или в движущейся: скорость испарения увеличивается, если образующийся над жидкостью пар механически уносится атмосферными течениями. Позднейшие исследователи нашли еще ряд обстоятельств, влияющих на скорость испарения. Так, Стефан нашел, что Р зависит от формы и размеров свободной поверхности жидкости, а в некоторых случаях от формы заключающего ее сосуда. В центральных частях поверхности испарение происходит иначе, чем у краев; поэтому в некоторых случаях скорость испарения пропорциональна не квадратным, но линейным размерам поверхности. Далее оказывается, что Р в известной мере зависит от рода испаряющейся жидкости и от рода окружающей атмосферы.

При всяком испарении происходит затрата энергии на преодоление молекулярных сил между частицами жидкости, а также на совершение работы против внешнего давления (если испарение происходит не в пустоту). Эта энергия почерпается из теплового запаса окружающих тел и самой испаряющейся жидкости. Отсюда — часто встречающееся явление охлаждения при испарении. Оставив мокрую руку на воздухе, мы чувствуем холод: испаряющаяся жидкость отнимает теплоту у руки. Жидкий воздух, помещаемый в среде атмосферного воздуха и испаряющийся в нем, имеет температуру около -190°, сколько бы теплоты ни притекало к нему извне. Теплоту, затрачиваемую на испарение, называют скрытой теплотой испарения или просто теплотой испарения.

А. Бачинский.