液體蒸發吸熱說到底是因為相同外界物理條件下,蒸氣的內能比液體的內能更高。首先就蒸發過程而言,蒸氣(以下稱氣相)與液態(以下稱液相)本身的溫度和壓強是不變的,那麼所吸收的熱量不能用傳統意義上的“吸熱升溫”來解釋。那麼問題來了,所吸收的熱量除了可以引起體系的溫升,還有哪些提現呢?下面我們來一一列舉。由熱力學第一定律可知:U=H+W,所以當系統沒有對外做功時,體系所吸收的熱量就等於體系的總內能變化。而內能可以分為動能和勢能,分子體系的動能變化主要反應在溫度的變化,溫度不變,則動能不變,所以體系內能的變化歸結為體系勢能的變化。經典物理學認為,勢能的變化體現為克服外力做功,那麼分子體系中,分子之間的外力有哪些呢?主要有兩個:(1)分子間作用力,也叫範德華力;(2)分子間氫鍵,電負性原子和另一電負性原子共價結合的氫原子之間形成的鍵;這兩種力共同束縛著液相條件下的內部分子,使得分子間距離有限,只能在原地震動和在一定區域平動,從而表現出液體良好的流動性和不可壓縮性,而氣相條件下的分子,其分子間距變大,從而分子可以在體系中自由運動,具有良好的可壓縮性和流動性,而這分子間距變大的過程,正需要客服範德華力和氫鍵做功,從而使得體系內能增加,而相變過程不對外做功,所以體系只能透過吸收外界熱量來滿足內能的增加。
液體蒸發吸熱說到底是因為相同外界物理條件下,蒸氣的內能比液體的內能更高。首先就蒸發過程而言,蒸氣(以下稱氣相)與液態(以下稱液相)本身的溫度和壓強是不變的,那麼所吸收的熱量不能用傳統意義上的“吸熱升溫”來解釋。那麼問題來了,所吸收的熱量除了可以引起體系的溫升,還有哪些提現呢?下面我們來一一列舉。由熱力學第一定律可知:U=H+W,所以當系統沒有對外做功時,體系所吸收的熱量就等於體系的總內能變化。而內能可以分為動能和勢能,分子體系的動能變化主要反應在溫度的變化,溫度不變,則動能不變,所以體系內能的變化歸結為體系勢能的變化。經典物理學認為,勢能的變化體現為克服外力做功,那麼分子體系中,分子之間的外力有哪些呢?主要有兩個:(1)分子間作用力,也叫範德華力;(2)分子間氫鍵,電負性原子和另一電負性原子共價結合的氫原子之間形成的鍵;這兩種力共同束縛著液相條件下的內部分子,使得分子間距離有限,只能在原地震動和在一定區域平動,從而表現出液體良好的流動性和不可壓縮性,而氣相條件下的分子,其分子間距變大,從而分子可以在體系中自由運動,具有良好的可壓縮性和流動性,而這分子間距變大的過程,正需要客服範德華力和氫鍵做功,從而使得體系內能增加,而相變過程不對外做功,所以體系只能透過吸收外界熱量來滿足內能的增加。