PROFILPELAJAR.COM

Ατμοί νερού, που βγαίνουν από μια κούπα ζεστό τσάι, και σύντομα συμπυκνωνονται σε σταγονίδια.

Στη φυσική, ο ατμός είναι μια ουσία σε αέρια φάση, σε θερμοκρασία χαμηλότερη από την κρίσιμη θερμοκρασία,^[1] που σημαίνει ότι ο ατμός μπορεί να συμπυκνωθεί σε υγρό, αυξάνοντας την πίεση σε αυτό χωρίς να μειώνεται η θερμοκρασία. Ένας ατμός είναι διαφορετικός από ένα αεροζόλ.^[2] Ένα αεροζόλ είναι ένα εναιώρημα μικροσκοπικών σωματιδίων υγρού, στερεού ή και των δύο μέσα σε ένα αέριο.^[2]

Για παράδειγμα, το νερό έχει μια κρίσιμη θερμοκρασία 647 K (374 °C, 705 °F), η οποία είναι η υψηλότερη θερμοκρασία στην οποία μπορεί να υπάρχει υγρό νερό. Στην ατμόσφαιρα σε συνηθισμένες θερμοκρασίες το αέριο νερό (γνωστό ως υδρατμός) θα συμπυκνωθεί σε υγρό εάν η μερική του πίεση αυξηθεί επαρκώς.

Ένας ατμός μπορεί να συνυπάρχει με ένα υγρό (ή ένα στερεό). Όταν αυτό ισχύει, οι δύο φάσεις θα είναι σε ισορροπία και η μερική πίεση αερίου θα είναι ίση με την τάση ισορροπίας των ατμών του υγρού (ή του στερεού).^[1]

Ιδιότητες

Το κρίσιμο σημείο ατμού-υγρού σε ένα διάγραμμα φάσης πίεσης-θερμοκρασίας βρίσκεται στο άκρο υψηλής θερμοκρασίας του ορίου φάσης υγρού-αερίου. (Η διακεκομμένη πράσινη γραμμή δίνει την ανώμαλη συμπεριφορά του νερού.)

Ο ατμός αναφέρεται σε μια αέρια φάση σε μια θερμοκρασία όπου η ίδια ουσία μπορεί επίσης να υπάρχει σε υγρή ή στερεή κατάσταση, κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία της ουσίας. Για παράδειγμα, το νερό έχει κρίσιμη θερμοκρασία 374 °C (647 K), που είναι η υψηλότερη θερμοκρασία στην οποία μπορεί να υπάρξει υγρό νερό.Εάν ο ατμός είναι σε επαφή με υγρή ή στερεή φάση, οι δύο φάσεις θα βρίσκονται σε κατάσταση ισορροπίας. Ο όρος αέριο αναφέρεται σε μια συμπιεστή ρευστή φάση. Σταθερά αέρια είναι αέρια για τα οποία δεν μπορεί να σχηματιστεί υγρό ή στερεό στη θερμοκρασία του αερίου, όπως ο αέρας σε τυπικές θερμοκρασίες περιβάλλοντος. Ένα υγρό ή στερεό δεν χρειάζεται να βράσει για να απελευθερώσει ατμό.

Ο ατμός είναι υπεύθυνος για τις γνωστές διαδικασίες σχηματισμού νεφών και συμπύκνωσης. Χρησιμοποιείται συνήθως για τη διεξαγωγή των φυσικών διεργασιών της απόσταξης και της εκχύλισης του χώρου από ένα υγρό δείγμα, πριν από την αέρια χρωματογραφία.

Τα συστατικά μόρια ενός ατμού διαθέτουν δονητική, περιστροφική και μεταφορική κίνηση. Αυτές οι κινήσεις εξετάζονται στην κινητική θεωρία των αερίων.

Πίεση ατμού

Η τάση ατμών είναι η πίεση ισορροπίας από ένα υγρό ή ένα στερεό, σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Η πίεση ατμών ισορροπίας ενός υγρού ή στερεού δεν επηρεάζεται από την ποσότητα επαφής, με τη διεπιφάνεια υγρού ή στερεού.

Το κανονικό σημείο βρασμού ενός υγρού είναι η θερμοκρασία, στην οποία, η τάση των ατμών, είναι ίση με την κανονική ατμοσφαιρική πίεση. ^[1]

Για συστήματα δύο φάσεων (π.χ. δύο υγρές φάσεις), η τάση ατμών των επιμέρους φάσεων είναι ίση. Ελλείψει ισχυρότερων έλξεων μεταξύ των ειδών μεταξύ όμοιων ή όμοιων μορίων, η τάση ατμών ακολουθεί τον νόμο του Raoult, ο οποίος δηλώνει ότι η μερική πίεση κάθε συστατικού είναι το γινόμενο της τάσης ατμών του καθαρού συστατικού και του μοριακού κλάσματός του στο μείγμα. Η ολική τάση ατμών, είναι το άθροισμα των μερικών πιέσεων των συστατικών αυτών. ^[3]

Παραδείγματα

Τα αρώματα περιέχουν χημικές ουσίες, που εξατμίζονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες και με διαφορετικό ρυθμό σε αρώματα, γνωστές ως νότες.
Οι ατμοσφαιρικοί υδρατμοί βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια της γης και μπορεί να συμπυκνωθούν σε μικρές σταγονίδια υγρού και να σχηματίσουν μετεωρολογικά φαινόμενα, όπως ομίχλη, υγρά αχλύς και χαάρ.
Οι λαμπτήρες ατμού υδραργύρου και οι λαμπτήρες ατμού νατρίου παράγουν φως από άτομα σε διεγερμένες καταστάσεις.
Τα εύφλεκτα υγρά δεν καίγονται, όταν αναφλέγονται. ^[4] Είναι το νέφος ατμών πάνω από το υγρό που θα καεί εάν η συγκέντρωση του ατμού είναι μεταξύ του κατώτερου εύφλεκτου ορίου (LFL) και του ανώτερου εύφλεκτου ορίου (UFL) του εύφλεκτου υγρού.

Τα ηλεκτρονικά τσιγάρα παράγουν αεροζόλ, όχι ατμούς. ^[2]

Μέτρηση ατμών

Δεδομένου ότι βρίσκεται στην αέρια φάση, η ποσότητα του ατμού που υπάρχει, ποσοτικοποιείται από τη μερική πίεση του αερίου. Επίσης, οι ατμοί υπακούουν στον βαρομετρικό τύπο, σε ένα βαρυτικό πεδίο, όπως ακριβώς κάνουν τα συμβατικά αέρια της ατμόσφαιρας.

Δείτε επίσης

Παραπομπές

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 R. H. Petrucci, W. S. Harwood, and F. G. Herring, General Chemistry, Prentice-Hall, 8th ed. 2002, p. 483–86.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 Cheng, T. (2014). «Chemical evaluation of electronic cigarettes». Tobacco Control 23 (Supplement 2): ii11–ii17. doi:10.1136/tobaccocontrol-2013-051482. ISSN 0964-4563. PMID 24732157.
↑ Thomas Engel and Philip Reid, Physical Chemistry, Pearson Benjamin-Cummings, 2006, p.194
↑ Ferguson, Lon H.· Janicak, Dr Christopher A. (1 Σεπτεμβρίου 2005). Fundamentals of Fire Protection for the Safety Professional (στα Αγγλικά). Government Institutes. ISBN 9781591919605.