همهی ما کمابیش با فرآیندهای تبخیر Vaporization و میعان Condensation آشنا هستیم. میدانیم که در فرآیند تبخیر، حالت ماده از مایع به گاز تغییر شکل پیدا میکند و در میعان عکس آن، یعنی از گاز به مایع رخ میدهد.
اما در تبخیر (در سطح مولکولی) دقیقا چه اتفاقی میافتد؟
یک ظرف آب را در نظر بگیرید. درون این ظرف آب، مولکولهای آب (H2O) پیوسته در حال حرکت و جنب و جوش هستند. این مولکولهای آب همواره در حال برخورد با یکدیگر بوده و در اثر این برخوردها، انرژی جنبشی تعدادی از این مولکولها افزایش پیدا کرده و با رسیدن به سطحی از انرژی، این مولکولها به بیرون از ظرف آب پرتاب میشوند. به همین علت، اگر درب ظرف باز باشد، پس از مدتی آب درون این ظرف ناپدید میشود. ما به این فرآیند فرار مولکولها از مایع به گاز، تبخیر میگوییم.
حال اگر دمای آب را افزایش دهیم، چه اتفاقی میافتد؟
ما میدانیم که دمای یک ماده، نشاندهندهی میانگین انرژی جنبشی ذرات سازندهی آن ماده است. بنابراین با افزایش دما، انرژی جنبشی مولکولهای آب درون ظرف بیشتر شده، برخورد آنها با یکدیگر بیشتر میشود و در نتیجه تعداد مولکول آب بیشتری به بیرون از آب پرتاب خواهند شد. پس ما انتظار داریم که با افزایش دما، آب درون ظرف سریعتر تبخیر شود. بنابراین دما یکی از عواملی است که بر نرخ تبخیر اثر میگذارد. اما اگر تعداد زیادی مولکول با انرژی جنبشی زیاد از ظرف آب خارج شود، میانگین انرژی جنبشی مولکولهای آب درون ظرف کاهش مییابد. مثل یک تیم فوتبال که تعدادی از فوتبالیستهای قوی خود را از دست داده است و حال تنها تعدادی فوتبالیست ضعیف برای آن تیم باقی مانده است، در نتیجه میانگین عملکرد تیم پایین میآید.
ما بدون اینکه به این موضوع فکر کنیم، در زندگی روزمره از آن استفاده میکنیم.
ما معمولا برای سرد کردن چای داغی که مینوشیم، مستقیما بر روی سطح چای فوت میکنیم (میدمیم). هیچگاه نمیبینیم که کسی برای سرد کردن چای، به دیوارهی لیوان یا قوری فوت کند. در واقع ما با فوت کردن بر روی سطح چای، نرخ تبخیر را افزایش میدهیم و کمک میکنیم که تعداد بیشتری از مولکولهای پرانرژی از درون چایی فرار کنند و در نتیجه، مولکولهای با انرژی کمتر در چایی باقی مانده و در نتیجه دمای چایی پایین میآید. ما در واقع با این کار، در حال تضعیف تیم فوتبال مولکولهایی چای هستیم.