Sự bay hơi là gì? Sự sôi và bay hơi khác nhau thế nào?

1. Tìm hiểu về sự bay hơi:

1.1. Sự bay hơi là gì?

Sự bay hơi là quá trình nước chuyển đổi từ thể lỏng sang thể khí hoặc hơi. Nó là một con đường chính để nước chuyển sang thể lỏng trong chu trình nước dưới dạng hơi nước trong khí quyển. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hồ, sông, biển, sa mạc chiếm gần 90% độ ẩm trong khí quyển qua quá trình bốc hơi, 10% còn lại được cung cấp từ sự thoát hơi nước của cây. Một lượng nhỏ hơi nước đi vào khí quyển qua quá trình thăng hoa. Đó là một quá trình khi nước di chuyển từ thể rắn đến thể chất lỏng, bỏ qua trạng thái lỏng.

Không khí chứa cả nước và hơi nước, ngay cả khi bạn không nhìn thấy hơi nước. Sự ngưng tụ là quá trình hơi nước đọng lại trong nước lỏng, với ví dụ tiêu biểu nhất là những đám mây to, dày lơ lửng trên đầu bạn. Và khi các giọt nước trong mây kết hợp với nhau, chúng trở nên đủ nặng để biến thành các giọt mưa rơi xuống nước.

1.2. Vai trò của nhiệt trong sự bay hơi:

Nhiệt cần thiết để thực hiện hiện tượng bay hơi. Năng lượng dưới dạng nhiệt được sử dụng để phá vỡ liên kết giữa các phân tử nước. Đây là lý do tại sao nước dễ bay hơi ở nhiệt độ sôi (212 ° F, 100 ° C), nhưng bay hơi chậm hơn đáng kể ở nhiệt độ thấp. Sự bay hơi xảy ra khi tốc độ bay hơi vượt quá tốc độ ngưng tụ. Trạng thái ngưng tụ thể hiện khi hai tốc độ bay hơi và ngưng tụ cân bằng nhau, lúc này độ ẩm trung bình của khí quyển đạt 100%.

Dưới đây là một số ví dụ về lợi ích của sự bay hơi trong cuộc sống hàng ngày:

Treo quần áo dưới ánh nắng mặt trời là một ví dụ điển hình về hiện tượng bay hơi. Nước trong quần áo khi treo ra ngoài (và đặt trên móc) sẽ bị loại bỏ qua quá trình bay hơi.

Kết tinh là quá trình tách tinh thể từ dung dịch “mẹ”. Điều này xảy ra do quá trình bay hơi.

Sự bay hơi hỗ trợ trong ngành công nghiệp thực phẩm như sản xuất mỳ ống, kem và các sản phẩm đặc biệt khác.

Sự tan chảy của khối nước đá là một ví dụ về sự bay hơi.

Nếu bạn bị kẹt trên một hòn đảo với ít muối, hãy lấy một cái bát, đổ nước biển vào và đợi cho mặt trời bay hơi nước. Những gì bạn sẽ còn lại (do hiện tượng bay hơi) chính là muối. Một phương pháp sản xuất muối là làm bay hơi nước mặn trong các ao hơi. Kỹ thuật này đã được con người áp dụng suốt hàng nghìn năm.

1.3. Ứng dụng của sự bay hơi:

Hơi nước là hiện tượng thường ngày trong cuộc sống con người, tuy nó không mấy đặc biệt nhưng với việc xử lý nước thải, nó trở nên vô cùng quan trọng. Xử lý nước thải từ ngành công nghiệp đang là một trong những phương pháp đã được thử nghiệm và ngày càng khẳng định vị thế của mình. Mục tiêu chính là làm giảm bớt phần nước trong chất thải, một phần quan trọng của chúng là nước. Đơn giản nhất, hãy nghĩ đến máy bay hơi, thiết bị kỳ diệu này chuyển phần nước trong chất thải dạng lỏng sang trạng thái hơi, đồng thời loại bỏ những chất cặn có nhiệt độ sôi cao hơn. Kết quả, giải pháp xử lý nước thải bằng cách áp dụng bay hơi đang ngày càng giúp giảm lượng chất thải ở môi trường làm việc. Quá trình bay hơi không chỉ bao gồm sự bay hơi, mà còn có sự chuyển khối cùng với quá trình nhiệt động lực học.

Nếu xét đến việc tách biệt hoặc thu hồi các chất có giá trị từ nguồn nước thải, công nghệ bay hơi chính là phương pháp hàng đầu. Quá trình bay hơi đóng vai trò không thể thiếu trong các dự án xử lý nước thải, mà càng ngày càng được đẩy mạnh. Điều này là biện pháp hiệu quả để loại bỏ, hay tập trung cô đặc các chất như thủy ngân, kim loại nặng cùng với các chất độc hại khác ra khỏi dung dịch.

Thêm vào đó, công nghệ bay hơi còn được sử dụng để loại bỏ những sản phẩm phụ khác từ dung dịch, hoặc để cô đặc chất thải lỏng trước khi xử lý cuối cùng . Hầu hết các ứng dụng của công nghệ này còn tạo ra dung dịch chưng cất có hiệu suất cao, dễ dàng tái sử dụng. Vì thế, đây chính là đặc điểm quan trọng, góp phần khắc phục tình trạng thiếu nước ngày càng nghiêm trọng.

Trong quá trình bay hơi, dung dịch dần cô đặc khi một phần dung môi, chủ yếu là nước, dần bắt đầu biến thành hơi. Quá trình này để lại một chất lỏng mặn chứa hầu hết các chất hòa tan hoặc không hòa tan từ nguồn cung cấp dữ liệu ban đầu. Tuy quá trình bay hơi có thể tiến hành trực tiếp trong các hồ bay hơi sử dụng năng lượng mặt trời, hoặc thông qua việc sử dụng các thiết bị bay hơi sẵn có trên thị trường.

2. Tìm hiểu về sự sôi:

2.1. Sự sôi là gì?

Sự sôi là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí xảy ra ở cả bên trong và trên bề mặt chất lỏng.

Ví dụ: Đun ấm nước trên bếp, khi nước sôi ta thấy hơi nước thoát ra khỏi ấm nhiều. Bên trong ấm nước có tiếng sôi sùng sục của nước.

2.2. Đặc điểm của sự sôi:

Những đặc điểm của sự sôi không khó để hiểu và ghi nhớ. Ta chú ý những đặc điểm của sự sôi như sau

Sự sôi xảy ra trên mặt thoáng và trong lòng chất lỏng

Trong suốt thời gian sôi, nhiệt độ của chất lỏng không thay đổi

Nhiệt độ của một chất lỏng khi sôi gọi là nhiệt độ sôi của chất đó.

Các chất khác nhau có nhiệt độ sôi khác nhau.

Khi chất lỏng sôi, khí hơi bay lên và ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường

2.3. Nhiệt độ sôi của một số chất lỏng thường gặp:

Mỗi một chất lỏng sẽ sôi ở một nhiệt độ nhất định. Nhiệt độ đó được gọi là nhiệt độ sôi. Nhiệt độ sôi sẽ phụ thuộc vào phần bản chất của chất lỏng. Ngoài ra phụ thuộc cả vào áp suất trên mặt chất lỏng. Nếu như áp suất của chất lỏng càng lớn, thì nhiệt độ sôi của chất lỏng cũng sẽ càng cao.     

Ê te: 35 độ C

Rượu: 80 độ C

Nước: 100 độ C

Thủy ngân: 357 độ C

Đồng: 2580 độ C

2.4. Ứng dụng của sự sôi:

Đun sôi khi nấu ăn đảm bảo sức khỏe. (Ảnh: Shutterstock.com)Đun sôi khi nấu ăn đảm bảo sức khỏe. (Ảnh: Shutterstock.com)

Để an toàn khi ăn thực phẩm, lúc chế biến ta phải đun sôi nấu chín thức ăn giúp tiêu diệt vi khuẩn có hại cho cơ thể con người

Dầu ăn đun sôi giúp rán đồ ăn ngon hơn

Do nước sôi ở 100 độ C, nên nước dùng để uống ta phải đun sôi để đảm bảo sức khỏe

3. Phân biệt sự sôi với sự bay hơi:

Điểm giống nhau: Sự sôi và sự bay hơi giống nhau là chúng đều chuyển từ thể lỏng sang thể hơi.

Điểm khác nhau: Đối với sự sôi, chúng bay hơi từ trên cả mặt và trong lòng chất lỏng, và diễn ra ở nhiệt độ sôi. Còn sự bay hơi chỉ diễn ra ở trên bề mặt chất lỏng. Do đó đây là cách phân biệt sự sôi và sự bay hơi chính xác và dễ hiểu nhất.

4. Bài tập vận dụng:

Bài 1: Trong các đặc điểm bay hơi sau đây, đặc điểm nào là của sự sôi? 

A. Xảy ra ở bất kì nhiệt độ nào 

B. Chỉ xảy ra trên mặt thoáng của chất lỏng 

C. Chỉ xảy ra trong lòng chất lỏng 

D. Chỉ xảy ra ở một nhiệt độ xác định của chất lỏng 

Đáp án: D

Bài 2: Trong suốt thời gian nước sôi nhiệt độ của nước như thế nào?

A. Tăng dần

B. Không thay đổi

C. Giảm dần

D. Ban đầu tăng rồi sau đó giảm

Đáp án: B

Bài 3: Trong các đặc điểm bay hơi sau đây, đặc điểm nào không phải là của sự sôi?

A. Xảy ra ở một nhiệt độ xác định của chất lỏng.

B. Xảy ra ở cả trong lòng lẫn mặt thoáng của chất lỏng.

C. Trong suốt quá trình diễn ra hiện tượng bay hơi, nhiệt độ của chất lỏng không thay đổi.

D. Xảy ra ở bất kì nhiệt độ nào.

Đáp án: D

Bài 4: Sự sôi có tính chất nào sau đây?

A. Xảy ra ở cùng một nhiệt độ xác định đối với mọi chất lỏng.

B. Khi đang sôi, nếu tiếp tục đun, nhiệt độ chất lỏng không thay đổi.

C. Khi đang sôi chỉ xảy ra sự bay hơi trên mặt thoáng của chất lỏng.

D. Khi đang sôi chỉ xảy ra sự bay hơi ở trong lòng chất lỏng.

Đáp án: B

Bài 5: Nước chỉ bắt đầu sôi khi

A. các bọt khí xuất hiện ở đáy bình.

B. các bọt khí vỡ tung trên mặt thoáng.

C. các bọt khí từ đáy bình nổi lên.

D. các bọt khí càng nổi lên càng to ra.

Đáp án: B

Bài 6: Nhiệt độ sôi của một chất lỏng phụ thuộc

A. khối lượng của chất lỏng.

B. thể tích của chất lỏng.

C. khối lượng riêng của chất lỏng.

D. áp suất không khí trên mặt thoáng chất lỏng.

Đáp án: D

Bài 7: Ở nhiệt độ trong phòng, chỉ có thể có khí ô-xi, không thể có ô-xi lỏng vì

A. Ô-xi là chất khí.

B. Nhiệt độ trong phòng cao hơn nhiệt độ sôi của ô-xi.

C. Nhiệt độ trong phòng thấp hơn nhiệt độ sôi cùa ô-xi.

D. Nhiệt độ trong phòng bằng nhiệt độ bay hơi cùa ô-xi.

Đáp án: B

Bài 8: Hơi nước chuyển từ thể hơi sang thể lỏng. Sự chuyển từ thể hơi sang thể lỏng của nước gọi là

A. Sự ngưng tụ.

B. Sự bay hơi .

C. Sự đông đặc.

D. Sự nóng chảy.

Lời giải:

Đáp án: A Sự chuyển từ thể hơi sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ. Hơi nước đã ngưng tụ thành nước ở dạng lỏng.

Bài 9: Nước đựng trong cốc bay hơi càng nhanh khi:

Cách giải bài tập Sự bay hơi, ngưng tụ cực hay

A. Nước trong cốc càng nhiều

B. Nước trong cốc càng ít

C. Nước trong cốc càng nóng

D. Nước trong cốc càng lạnh

Lời giải:

Đáp án: C