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用分子动理论解释蒸发现象

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分子动理论的基本内容是:

物质由大量分子组成;

分子都在不停地做无规则的运动;

分子之间存在着相互作用的引力和斥力,

人们从分子运动的微观模型出发,给出某些简化的假定,可以解释物体的一些宏观的性质,例如:固体能保持一定的体积和形状,是由于分子间存在引力和斥力;两个相互接触的物体,过一段时间后彼此进入对方,是由于分子在不停地做无规则运动;温度越高,扩散越快,是由于分子运动的速度和温度有关,温度越高,分子运动越剧烈……

下面,从分子动理论的观点出发,对影响液体蒸发的因素给出解释和说明,

影响液体蒸发快慢的因素有三个:液体表面积、液体表面空气的流动速度、液体表面的温度,为什么这三种因素会对液体蒸发的快慢产生影响呢?

液体由分子组成,分子之间存在着相互作用的引力和斥力,分子在不停地运动,通常情况下,液体表面的分子在做无规则的热运动,如果在某一时刻,分子运动的方向正好向着远离液体的方向,那么这个分子就有可能跑到液体外面去;另一方面,由于其它分子对这个分子有引力的作用,当它正要远离时,其它分子对它的引力增大,有可能将它拉回来,所以,液体分子要想跑到液体外面去,必须有足够的能量来克服其它分子的作用力,要加快蒸发,就必须用外界条件的改变来实现。

液体的表面积越大,处于液体上层与空气接触的分子就越多,从统计角度看,在其它条件相同的情况下(假设“蒸发率”相同),能够“挣脱束缚”,“获得自由”的分子就越多,所以宏观上表现为蒸发加快。

当液体表面的空气流动加快时,为什么蒸发加快呢?这是因为有些处于临界状态的分子,其它分子对它的引力和它向外挣脱的力正好平衡,或者后者稍小一些,这些分子只好停留在液体表面“等待时机”,这时,液体表面空气的流动对这些分子“推”了一把,于是帮助它们“顺利逃脱”。

液体表面温度升高时,分子运动加剧,按分子动理论的解释,分子平均动能增大,这些动能足够帮它们克服其它分子的引力作用,动能大的分子多了,根据统计学的理论,能够“逃脱”的分子当然就会增加。

日常生活中我们还有过这样的经历:夏天走在潮湿的柏油马路上比走在干燥的马路上更感到不舒服,汗液更不容易蒸发,这也可以用分子动理论解释:因为分子的运动是无规则的,有一些已经“逃脱”液体表面的分子,又向液体表面的方向运动,结果又被“俘获”,重新回到液体中,所以,液体的蒸发实际上是这样一个过程:有些分子从液体表面挣脱的同时,还有一些分子重新回到液体中,形成一个动态平衡,如果外界环境比较潮湿,含有的分子数就较多,相同条件下回到液体中的分子就较多,以汗液蒸发为例,相同时间内,从体表跑掉的液体分子还不如从外界跑到体表的多,就使人感到不舒服。