การระเหย เคมีในชีวิตประจำวัน

ในชีวิตประจำวัน เราใช้หลักการระเหยในกิจกรรมต่างๆมากมายเช่น การตากผ้า  การตากพืชผลผลิต การตากเพื่อถนอมอาหาร แต่เราอาจจะไม่ได้สังเกตว่ากิจกรรมที่เราทำนั้นต้องใช้หลักการอะไรบ้าง เราตากผ้าเพื่อให้ผ้าแห้ง แล้วผ้าแห้งได้อย่างไร การที่ผ้าจะแห้งได้ น้ำในผ้าต้องแห้งหายไป ซึ่งการที่น้ำซึ่งเป็นของเหลวกลายเป็นไอเราเรียกว่าการระเหย  แล้วการระเหยคืออะไร วันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับคำนี้กันนะคะ

การระเหย (Evaporation)

การระเหย (Evaporation) หมายถึง การที่ของเหลวเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไออย่างช้าๆ และเกิดขึ้นเฉพาะผิวหน้าของของเหลวเท่านั้น นอกจากนั้นการระเหยยังสามารถเกิดได้ทุกๆ อุณหภูมิที่ยังมีของเหลวนั้นอยู่ เช่น น้ำสามารถระเหยได้ที่อุณหภูมิ 0-100 ^๐C

แล้วการกลายเป็นไอคืออะไร ??? 

การกลายเป็นไอ (Vaporization) หมายถึง การที่ของเหลวเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอหรือแก๊ส เมื่อของเหลวได้รับพลังงานความร้อนพอที่จะทำให้โมเลกุลมีพลังงานจลน์สูงพอจนเอาชนะแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลได้ โมเลกุลก็จะหลุดออกไปจากผิวหน้าของของเหลว และกลายเป็นแก๊ส เรียกกระบวนการที่โมเลกุลของของเหลวบริเวณผิวหน้าหลุดออกไปเป็นแก๊สว่า การระเหย (evaporation) ในทางตรงกันข้ามถ้าไอคายพลังงานความร้อนออกมา โมเลกุลก็จะมีพลังงานจลน์น้อยลง ทำให้โมเลกุลเคลื่อนที่ช้าลง ทำให้เกิดแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมากขึ้น และในที่สุดจะสามารถทำให้โมเลกุลรวมกันเป็นสารในสถานะของเหลว การที่สารเปลี่ยนสถานะจากไอหรือแก็สเป็นของเหลว เรียกว่า การควบแน่น หรือการกลั่นตัว (Condensation)

ปรากฏการณ์การระเหย

การระเหย เกิดกับสารที่เป็นของเหลวเปลี่ยนสถานะไปเป็นไอหรือแก๊ส ซึ่งของเหลวมีแรงดึงดูดระหว่างอนุภาคน้อยกว่าของแข็ง อนุภาคของของเหลวจึงจัดตัวอย่างหลวมๆ สามารถกลิ้งไถลไปมาได้  เมื่อโมเลกุลของของเหลวไม่ได้อยู่นิ่งกับที่ แต่จะเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ก็แสดงว่าโมเลกุลของของเหลวแต่ละโมเลกุลจะต้องมีความเร็ว หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งก็คือ โมเลกุลของเหลวมีพลังงานจลน์ เมื่อโมเลกุลมีการเคลื่อนที่ ย่อมจะทำให้เกิดการชนกันของโมเลกุลที่อยู่ในของเหลว สิ่งที่เกิดขึ้น คือ ทำให้โมเลกุลของของเหลวมีการแลกเปลี่ยนพลังงานซึ่งกันและกัน หลังจากที่เกิดการชนของโมเลกุล อาจจะทำให้โมเลกุลหนึ่งมีพลังงานจลน์เพิ่มขึ้น และอีกโมเลกุลหนึ่งอาจจะมีพลังงานจลน์ลดลง ซึ่งในที่สุด จะทำให้แต่ละโมเลกุลของของเหลวมีพลังงานจลน์แตกต่างกัน เมื่อของเหลวมีอุณหภูมิสูงขึ้น อนุภาคของเหลวจะมีพลังงานจลน์สูงขึ้น จึงเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้นจนไม่สามารถดึงดูดหรือยึดให้อยู่ในของเหลวได้ เมื่ออนุภาคที่มีพลังงานจลน์สูงเคลื่อนที่มาอยู่ที่ผิวหน้าของของเหลวจึงหลุดออกไปเป็นไอหรือแก๊สได้ก่อน จึงทำให้พลังงานจลน์เฉลี่ยของของเหลวลดลง ของเหลวก็จะดูดพลังงานจากสิ่งแวดล้อมเข้ามาแทนที่พลังงานที่เสียไปกับโมเลกุลที่กลายเป็นไอ  ของเหลวจะมีอุณหภูมิลดลง ส่วนอนุภาคที่มีพลังงานต่ำกว่าอนุภาคที่หลุดออกไปจะยังคงเป็นของเหลวอยู่เหมือนเดิม ซึ่งขณะที่เกิดการระเหย ถ้าของเหลวมีพื้นที่ผิวมากจำนวนอนุภาคที่มีพลังงานจลน์สูงมีโอกาสที่จะมาอยู่บริเวณผิวหน้าของของเหลวได้มากด้วย จึงทำให้การระเหยเกิดขึ้นได้เร็วขึ้น หลังจากอนุภาคหลุดออกไปเป็นแก๊สแล้ว อนุภาคแก๊สนั้นอาจวิ่งชนผนังภาชนะ หรือชนกันเองหรือถ้าวิ่งชนผิวหน้าของของเหลวอนุภาคจะถูกดึงกลับคืนสู่สถานะของเหลวเหมือนเดิมเรียกว่า การควบแน่น (Condensation)

รูปแสดงการระเหยของโมเลกุลของน้ำเมื่อได้รับความร้อน
ที่มา : https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTGra3L9GWZBG32e4xmSdNeb6owR5QKKx13et-yV1FJRVM4HXac

ปัจจัยที่มีผลต่อการระเหย

อุณหภูมิ

• ที่อุณหภูมิสูง ของเหลวจะระเหยได้มาก
• ที่อุณหภูมิต่ำ ของเหลวจะระเหยได้น้อย

ชนิดของของเหลว

• ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมาก จะระเหยได้ยาก จึงระเหยได้น้อย
• ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อย จะระเหยได้ง่าย จึงระเหยได้มาก      

พื้นที่ผิวของของเหลว           

• ของเหลวที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสมาก จะระเหยได้มาก          
• ของเหลวที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสน้อย จะระเหยได้น้อย

ความดันบรรยากาศ           

• ที่ความดันบรรยากาศสูง ของเหลวจะระเหยได้ยาก จึงระเหยได้น้อย           
• ที่ความดันบรรยากาศต่ำ ของเหลวจะระเหยได้ง่าย จึงระเหยได้มาก

อากาศเหนือของเหลว

• บริเวณที่มีอากาศถ่ายเทหรือมีลมพัดตลอดเวลา ของเหลวจะระเหยได้มาก
• บริเวณที่ไม่มีอากาศถ่ายเทหรือไม่มีลมพัดตลอดเวลา ของเหลวจะระเหยได้น้อย

การคนหรือกวน เมื่อมีการคนหรือกวนของเหลวของเหลวนั้นก็จะระเหยได้เร็วขึ้น ดังนั้น ของเหลวหนึ่งๆ จะระเหยกลายเป็นไอได้เร็วขึ้นก็ต่อเมื่อ

• พื้นที่ผิวของของเหลวนั้นเพิ่มขึ้น
• ของเหลวนั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้น
• ความดันของบรรยากาศเหนือของเหลวลดลง
• อากาศเหนือของเหลวมีการถ่ายเทตลอดเวลา เพื่อป้องกันการอิ่มตัวของไอ
• เมื่อมีการคนหรือกวนของเหลวนั้น

ตัวอย่างของการระเหยในชีวิตประจำวัน เช่น การตากผ้า การทำนาเกลือ การเกิดฝน

จากตัวอย่างที่กล่าวมา ใช้หลักการระเหยทั้งสิ้น ในที่นี้ของยกตัวอย่างใกล้ตัวนั่นคือการซักผ้า เมื่อเราซักผ้า โมเลกุลของน้ำก็จะเข้าไปอยู่ในเนื้อผ้า เมื่อเรานำผ้าเปียกไปตากแดด โมเลกุลของน้ำได้รับความร้อนระดับหนึ่งที่สามารถทำให้โมเลกุลของน้ำที่อยู่บริเวณผิวหน้าของผ้าสามารถเอาชนะแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลได้ และเคลื่อนตัวออกห่างจากกันจนหลุดออกไปจากผิวหน้าของผ้าแล้วระเหยกลายเป็นไอได้ เมื่อน้ำระเหยออกไปผ้าของเราก็จะแห้งตามที่เราต้องการ

ที่มา : https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEib3tPlh62VM-_d4O-CoVTrKZ9aSnNCjQ-pnlL-U3NiYbOsYAqCkgMQ6c22r0sYMywgaPD5hwoQLfM9B7e2NB3aUEarJdq8YhQ3axGyNWSNtS-kn_JmySqHzF8zaj3K3IqfUJZGHcKbAYA/s1600/jpg_laundry201.jpg

นอกจากนี้ เราอาจจะเคยมีคำถามนี้เกิดขึ้นในใจนั่นคือ ในวันที่อากาศร้อน เวลาเหงื่อออก หลังจากเหงื่อแห้ง ทำไมเราจึงรู้สึกเย็นสบาย...???

เมื่อคนรู้สึกร้อน โดยธรรมชาติแล้วร่างกายคนเราจะขับเหงื่อออกมา องค์ประกอบหลักที่อยู่ในเหงื่อ จะประกอบไปด้วยโมเลกุลของน้ำและเกลือ เมื่อพิจารณาที่หยดเหงื่อ จะเห็นว่าเมื่อหยดน้ำดูดพลังงานความร้อนจากร่างกาย จะทำให้โมเลกุลของน้ำที่บริเวณผิวมีพลังงานจลน์สูงขึ้น โมเลกุลเหล่านี้จะระเหย โดยเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นแก๊ส (ไอน้ำ) เนื่องจากความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ำ มีค่าเท่ากับ 40.79 kJ/mol ดังนั้นพลังงานความร้อนที่ถูกโมเลกุลของน้ำในหยดเหงื่อใช้ไปในกระบวนการระเหย ซึ่งถูกดึงออกไปพร้อมๆ กับการระเหยของไอน้ำ สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ ทำให้อุณหภูมิของร่างกายลดลง รู้สึกเย็น และรู้สึกสดชื่น...
ที่มาของข้อมูล : 
- http://www.atom.rmutphysics.com
- http://www.il.mahidol.ac.th