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2016-11-25 15:12:08 科学百科 阅读 2 次

基本信息/蒸发 编辑

拼音

zhēng fā

英文

①evaporate

②evaporation

例句

萧红《手》:“窗前的杨树抽着芽,操场好像冒着烟似的,被太阳蒸发着。”老舍《骆驼祥子》十八:“在这个白光里,每一个颜色都刺目,每一个声响都难听,每一种气味都混含着由地上蒸发出来的腥臭。”

概述/蒸发 编辑

蒸发和沸腾都是汽化现象,是汽化的两种不同方式。蒸发是在液体表面发生的汽化过程,沸腾是在液体内部和表面上同时发生的剧烈的汽化现象。溶液的蒸发(evaporation)通常是指通过加热使溶液中一部分溶剂汽化,以提高溶液中非挥发性组分的浓度(浓缩)或使溶质从溶液中析出结晶的过程。通常,温度越高、液面暴露面积越大,蒸发速率越快;溶液表面的压强越低,蒸发速率越快。

原理、效应、发生条件和影响因素/蒸发 编辑

蒸发
液体的蒸发

液体的蒸发

蒸发量是指在一定时段内,水分经蒸发而散布到空中的量,通常用蒸发掉的水层厚度的毫米数表示,水面或土壤的水分蒸发量,分别用不同的蒸发器测定。一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大;反之蒸发量就越小。从微观上看,蒸发就是液体分子从液面离去的过程。由于液体中的分子都在不停地作无规则运动,它们的平均动能的大小是跟液体本身的温度相适应的。由于分子的无规则运动和相互碰撞,在任何时刻总有一些分子具有比平均动能还大的动能。这些具有足够大动能的分子,如处于液面附近,其动能大于飞出时克服液体内分子间的引力所需的功时,这些分子就能脱离液面而向外飞出,变成这种液体的汽,这就是蒸发现象。飞出去的分子在和其他分子碰撞后,有可能再回到液面上或进入液体内部。如果飞出的分子多于飞回的,液体就在蒸发。

其他条件相同的不同液体,蒸发快慢亦不相同。这是由于液体分子之间内聚力大小不同而造成的。例如,水银分子之间的内聚力很大,只有极少数动能足够大的分子才能从液面逸出,这种液体蒸发就极慢。而另一些液体如乙醚,分子之间的内聚力很小,能够逸出液面的分子数量较多,所以蒸发得就快。

在蒸发过程中,液体蒸发不仅吸热还有使周围物体冷却的作用。当液体蒸发时,从液体里跑出来的分子,要克服液体表面层的分子对它们的引力而做功。这些分子能做功,是因为它们具有足够大的动能。比平均动能大的分子飞出液面,速度大的分子飞出去,而留存液体内部的分子所具有的平均动能变小了。所以在蒸发过程中,如外界不给液体补充能量,液体的温度就会下降。这时,它就要通过热传递方式从周围物体中吸取热量,于是使周围的物体冷却。

影响蒸发快慢的因素:温度、湿度、液体的表面积、液体表面上方的空气流动的速度等。

主要因素:(一)温度。温度越高,蒸发越快。因为在任何温度下,分子都在不断地运动,液体中总有一些速度较大的分子能

蒸发
蒸发仪器蒸发皿

蒸发仪器蒸发皿

够飞出液面脱离束缚而成为汽分子,所以液体在任何温度下都能蒸发。液体的温度升高,分子的平均动能增大,速度增大,从液面飞出去的分子数量就会增多,所以液体的温度越高,蒸发得就越快

(二)液面表面积大小。如果液体表面面积增大,处于液体表面附近的分子数目增加,因而在相同的时间里,从液面飞出的分子数量就增多,所以液面面积越大,蒸发速度越快

(三)液体表面上方空气流动的速度。当飞入空气里的汽分子和空气分子或其他汽分子发生碰撞时,有可能被碰回到液体中来。如果液面上方空气流动速度快,通风好,分子重新返回液体的机会越小,蒸发就越快。

分类/蒸发 编辑

蒸发可分为常压蒸发和减压蒸发。

常压蒸发

常压蒸发装置简单,易于操作,一般在蒸发皿或烧杯中进行,待蒸发溶液的体积不应超过蒸发器皿容积的2/3。蒸发皿中的液面面积较大,有利于快速浓缩。若溶质对热稳定,可将溶液放人蒸发皿或烧杯中,然后在水浴中加热,也可用煤气灯或电加热器直接加热。用煤气灯直接加热时,须先将蒸发皿置于石棉网上用小火均匀预热,然后用大火加热,至微沸时再改用小火维持沸腾状态。在加热过程中应不断搅拌,以加快蒸发的速率,并防止溶液暴沸、溅出。若溶剂为有机溶剂,则不可用明火加热,要选用水浴、油浴或电加热器加热,并且应在通风橱(fume cupboard)中进行。

减压蒸发

若被浓缩的物质对热不稳定,常压下易氧化、分解,或溶剂为高沸点的有机溶剂,或溶剂的量大、或有毒时,常采用减压蒸馏的方式进行浓缩。

蒸发实验/蒸发 编辑

原理

利用加热的方法,使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质(晶体)的过程。

实验仪器

蒸发皿、铁架台、玻璃棒、坩埚钳、酒精灯。

蒸发
蒸发仪器蒸发皿

蒸发皿为一陶瓷浅底的圆碟状容器。 当欲由溶液中得到固体时,常需以加热的方法赶走溶剂,此时就要用到蒸发皿。溶剂蒸发的速率愈快,它的结晶颗粒就愈小。视所需蒸发速率的快慢不同,可以选用直接将蒸发皿放在火焰上加热的快速蒸发、用水浴加热的较和缓的蒸发或是令其在室温的状态下慢慢地蒸发三种方式。一般在实验室中要纯化固体时,都要以再结晶的方法来使固体的纯度增加。再结晶的方法通常为选取适当的溶剂,使不纯物中的杂质在此溶剂中具有难溶或不溶的特性,而欲纯化的成分则在此溶剂中有相当好的溶解度。先将欲纯化的固体以最少量的热溶剂溶解,此时若有不溶的杂质,则应立即将溶液在此温热的状况下过滤 ;如此即可将不溶的固体杂质借过滤留在滤纸上;滤下的滤液中 主成分的纯度即可增加,再将滤液倒入蒸发皿中令其结晶,得到的晶体即为纯度增高的物质。

操作要领

1.蒸发皿中液体的量不得超过容积的2/3。

2.蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌,使液体受热均匀,以防止局部温度过高而使液体飞溅。

3.当加热至(大量)固体出现时,应停止加热利用馀热蒸干。

4.不能把热的蒸发皿直接放在实验台上,应垫上石棉网。

5.坩埚钳用于夹持蒸发皿。

操作口诀

皿中液体不宜多,防止飞溅要搅动。

较多固体析出时,移去酒灯自然蒸。

相关解释

1、皿中液体不宜多,防止飞溅要搅动:“皿”指蒸发皿。意思是说加入蒸发皿中的液体不宜过多(一般不应超过蒸发皿容积的2/3),在加热过程中,要用玻璃棒不断搅动,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。

2、较多固体析出时,移去酒灯自然蒸:意思是说当蒸发皿中出现较多的固体时,应立即移去酒精灯停止加热,利用蒸发皿的馀热使液体自然蒸干。

过程/蒸发 编辑

蒸发
蒸发

大气中的水分经常处于没有饱和的状态,于是无论是海洋还是陆地都缓慢进行着水分从下垫面“蒸发”而进入大气的物理过程。自然界中蒸发现象颇为复杂,影响蒸发速度的主要因子有:水源;热源;饱和差;风速与湍流扩散强度。

⑴水源。没有水源就不可能有蒸发,因此开阔水域、雪面、冰面或潮湿土壤、植物是产生蒸发的基本条件。在沙漠中,蒸发潜力很大,但实际蒸发量非常少,因几乎无水可供蒸发。

⑵热源。蒸发必须消耗热量,在蒸发过程中如果没有热量供给,蒸发面就会逐步冷却,从而使蒸发面上的水汽压减低,于是蒸发减缓或逐渐停止。因此蒸发速度在很大程度上决定于热量的供给。

⑶饱和差。在其他因素相同的情况下,蒸发速度与饱和差成正比。严格说此处的饱和水汽压应由蒸发面的温度算出,但通常以一定的气温下的饱和水汽压代替。

⑷风速与湍流扩散。无风时,蒸发面上的水汽单靠分子扩散,水汽压减小得慢,饱和差小,因而蒸发缓慢。有风时,湍流加强,蒸发面上的水汽随风和湍流迅速散布到广大的空间,蒸发面上水汽压减小增快,饱和差增大,蒸发加快。

除上述基本因子外,大陆上的蒸发还应考虑到土壤的结构、湿度、植被的特征等。海洋上的蒸发还应考虑水中的盐分。在影响蒸发的因子中,蒸发面的温度(热量)通常是影响蒸发能力起决定作用的因子。由于蒸发面(陆面及水面)的温度有年、日变化,所以蒸发量也有年、日变化。全球的平均情况是每年大约从下垫面(海洋、陆地、冰原)蒸发的水层的深度为1m。

化工操作/蒸发 编辑

化工生产中蒸发操作的目的通常有三。

①获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品;

②借蒸发以脱除溶剂,将溶液增浓至饱和状态,随后加以冷却,析出固体产物,即采用蒸发、结晶的联合操作以获得固体溶质;

③脱除溶质,制取纯净的溶剂。

蒸发
蒸发装置示意图

图为典型的蒸发装置示意图。蒸发器内备有足够的加热面,使溶液受热沸腾。溶液在蒸发器内因各处密度的差异而形成某种循环流动,被浓缩到规定浓度后排出蒸发器外。汽化的蒸汽常夹带有较多的雾末和液滴,因此蒸发器内需备有足够的分离空间,往往还装有适当形式的除沫器以除去液沫。排出的蒸气如不再利用,应将其在冷凝器中加以冷凝。

蒸发操作可连续或间歇地进行,工业上大量物料的蒸发通常是连续的定态过程。

蒸发量测量/蒸发 编辑

土壤蒸发量和和水面蒸发量的测定,在农业生产和水文工作上非常重要。雨量稀少、地下水源及流入径流水量不多的地区,如蒸发量很大,极易发生干旱。

新义/蒸发 编辑

有一种游戏叫“人间蒸发”。就是给自己几天时间,和熟悉的生活说“再见”,将手机关掉,让全世界的人都找不到。在一个完全陌生的环境中度过一段舒心的日子。可以宁静,也不妨疯狂。

这里的“人间蒸发”当然不是指液体表明缓慢地转变成气体的物理现象,《当代汉语新词词典》)对它的解释是:“在人间消失,无影无踪。”这个词来自香港,是个极其形象的词语,传入内地后迅速受到大小媒体的青睐。例如:

1.张女士花1万元买了一家美容厅的会员金卡,可卡里的钱只消费了800元,美容厅的老板就“人间蒸发”了。(《解放日报》2003年5月6日)

2.在伊拉克战争结束后长达8个月的时间里,他(萨达姆)成功地从美军的天罗地网中“人间蒸发”……(《新闻晨报》2003年12月28日)

将四字词语“人间蒸发”简化为“蒸发”后,再由“蒸发”的本义通过联想将失踪(例3)、出走(例4)等也称为“蒸发”。

3.如果说伊拉克战争一开打,中东客商的“蒸发”还未引起人们足够重视的话,那么……(《解放日报》2003年7月7日)

4.儿子挨揍就此“蒸发”,父母又怕又悔度日。(《解放日报》2003年8月28日)

“蒸发”在使用和流传过程中,其主体逐渐发生了变化,可以是人,也可以是物(例5)。

5.百人渡轮在热带风暴中“蒸发”,迄今下落不明,可能已经沉没。(《新闻晚报》2004年3月11日)

“蒸发”的主体不仅经历了由人的到物的变化,还经历了由实到虚的变化(例6、例7)。

6.债市两个月蒸发83亿。(《文汇报》2003年10月14日)

7.如果真的出现了“同龄退休”的情形,那么随着相当数量的女性延后五年时间退休,必将导致五年内一大批工作岗位无形地“蒸发”。(《解放日报》2003年9月26日)