گرمای تبخیر

گرمای تبخیر مولی ، مقدار انرژی لازم برای تبخیر یک مول از مایع در دمای معین است. گرمای تبخیر معمولا در نقطه جوش نرمال و بر حسب کیلو کالری بر مول درج مشود.

دمای بخار برابر با دمای مایعی است که با آن در حال تعادل است. بنابر این انرژی جنبشی متوسط مولکولها در دو فاز یکسان است. ولی این دو فاز از نظر انرژی داخلی کل که شامل انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی است ، متفاوتند. مولکولهای مایع با نیروهای پیوستگی همدیگر را نگه می دارند ولی مولکولهای بخار اساسا آزادند. وقتی که مایعی به بخار تبدیل می شود، مقداری انرژی لازم است تا مولکولهای مایع از هم جدا شوند. از اینرو انرژی فاز گاز به اندازه مقدار این اختلاف بالاتر از انرژی فاز مایع است.

در اختلاف محتوای گرمایی دو فاز، عامل دیگری نیز دخالت دارد.حجم یک گاز به مقدار قابل ملاحظه ای بیش از حجم مایعی است که آن را تولید می کند (به عنوان مثال از تبخیر یک مول آب در 100 درجه سانتی گراد، در حدود 1700 میلی لیتر بخار آب تولید می شود) . به منظور پس زدن هوا و جا باز کردن برای بخار ، کار انجام می شود و برای این منظور بایستی به سیستم انرژی داده شود. پس گرمای تبخیر هم شامل انرژی لازم برای غلبه بر نیروهای پیوستگی بین مولکولی و هم شامل انرژی لازم برای انبساط گاز است.

وقتی که یک مول بخار بر اثر تراکم به مایع تبدیل می شود، اختلاف محتوای گرمایی دو فاز به صورت انرژی گرمایی آزاد می گردد. در این مورد گرمای تولید شده را گرمای میعان مولی می نامیم.این کمیت دارای علامت منفی است ولی از نظر عددی برابر با گرمای تبخیر مولی در همان دما است.

گرمای تبخیر یک مایع با افزایش دما کاهش می یابد و در دمای بحرانی جسم مقدار آن به صفر می رسد. به عبارت دیگر، با افزایش دما کسر مولکولهای پر انرژی افزایش می یابد و در دمای بحرانی، تمام مولکولها انرژی کافی برای تبخیر را دارند.

به طور کلی هر چه گرمای تبخیر ماده ای بیشتر باشد، نیروهای جاذبه بین مولکولی آن قوی تر است . در 1884 فردریک تروتون دریافت که برای اغلب مایعات نسبت گرمای تبخیر مولی (در نقطه جوش نرمال) به نقطه جوش نرمال(در مقیاس کلوین) ، مقداری ثابت و برابر 21 کالری بر کلوین_مول است ( قاعده تروتون ) .