Verdamping
Verdamping is in de natuurkunde de faseovergang van een vloeistof naar een gas (damp). Verdamping kan optreden als de vloeistof kookt nadat het is verhit. Ook als een vloeistof aan een drogere lucht is blootgesteld treedt verdamping op. Koken is een bijzondere vorm van verdamping, die alleen bij de kooktemperatuur plaats vindt, met name in het inwendige van de vloeistof (dit in tegenstelling met gewone verdamping bij alle temperaturen, die alleen aan het vrije oppervlak gebeurt). Elke (vloei)stof heeft een ander kookpunt. Dat van (schoon) water ligt op 100 °C.
In de klimatologie wordt verdamping aangeduid met Evaporatie.
Principe van verdampen
De deeltjes waaruit een vloeistof bestaat zijn voortdurend in beweging (de zogenaamde warmtebeweging; de deeltjes botsen steeds met elkaar waardoor richting en grootte van de snelheid van elk deeltje steeds verandert).
- De deeltjes in een vloeistof kunnen atomen, ionen of moleculen zijn. Water bestaat uit H2O moleculen. Kwik bestaat uit kwik-atomen. In een vloeistof kunnen stoffen opgelost zijn die uiteenvallen in losse ionen.
De deeltjes worden bij elkaar gehouden door onderlinge aantrekkingskrachten, zoals de vanderwaalskracht, of krachten tussen dipolen, of tussen de ionen in een vloeistof. De deeltjes bewegen niet allemaal even hard, en de hardst bewegende deeltjes (dus die met de meeste bewegingsenergie) kunnen aan het oppervlak van de vloeistof ontsnappen, ofwel verdampen (de vanderwaalskracht is dan niet meer sterk genoeg).
Bij deze verdamping daalt de temperatuur van de achterblijvende vloeistof, iets dat goed te voelen is als men blaast op wat aceton die men in de hand houdt, of op een bezweet stukje van de huid. Dat komt dus omdat de warmte(energie) uit de huid wordt onttrokken en gebruikt wordt voor het verdampen.
Wordt er voldoende energie toegevoegd aan een vloeistof, door flink opwarmen of zelfs koken, dan zal de vloeistof uiteindelijk helemaal verdampen, vaak met achterlating van stoffen die in de vloeistof zijn opgelost (zoals het zout in zeewater, zie indampen hieronder).
Een vloeistof zal verdampen, maar de temperatuur zal bij opwarmen normaal gesproken niet stijgen tot boven het kookpunt. Bij het kookpunt wordt alle toegevoerde energie (warmte) afgevoerd door verdamping. Het kookpunt is afhankelijk van de druk, al is normaalgesproken "het kookpunt" de temperatuur bij atmosferische druk. Hoe hoger de druk, hoe hoger de temperatuur waarop de vloeistof verdampt of kookt. In de stoomketel van b.v. een stoomtrein verdampt water onder hoge druk bij hoge temperatuur.
In de lucht gebeurt het omgekeerde; daar daalt de luchtdruk hoe hoger je komt. Vochtige lucht stijgt op (bijvoorbeeld boven zee) door de zonnewarmte (verdamping). Door de lagere druk en afkoeling in de hogere luchtlagen ontstaan er wolken waarbij de waterdruppetjes rond stofdeeltjes ontstaan.
Alle zuivere stoffen hebben een maximale druk waarbij de vloeistof nog kan bestaan, daarboven bestaat is er geen vloeistof meer mogelijk maar alleen gas. Deze druk heet de kritieke druk en is een absolute stof eigenschap (onafhankelijk van temperatuur of druk).
Bij mengsels van vloeistoffen is er geen kookpunt maar een kooktraject. Dit betekent dat tijdens het koken de temperatuur geleidelijk toeneemt, waarbij eerst vooral de vluchtigste, en naarmate de temperatuur stijgt ook de minder vluchtige componenten van de vloeistof verdampen.
Bij verdamping neemt het volume van totale hoeveelheid stof in het algemeen toe. Een kopje vloeibaar water kan op die manier een hele kamer vullen van waterdamp. Verdampen is altijd vanuit de vloeibare fase; als een vaste stof verandert in een gas dan noemt men dit sublimeren of sublimatie. Het omgekeerde van verdamping is condensatie.
Indampen
Wanneer je zeewater met opzet sterk laat verdampen en al het water in waterdamp laat verdwijnen, dan houd je een laagje zeezout over.
Op grote schaal wordt zo natuurlijk zeezout gewonnen. Water wordt uitgespreid over een vlakte. Door de hitte van de zon verdampt het water. Het overblijvende water wordt steeds zouter. Is al het water verdampt, dan kan het zout worden weggeschept en kan het proces opnieuw beginnen.
Links
- Proefje met zout water: proefjes.nl
- Wolk in de fles: proefjes.nl
| De eerste versie van deze tekst (of een deel daarvan) is afkomstig van Wikipedia.
De tekst is vrijgegeven onder de CC BY-SA 3.0-licentie. |