Buharlaşma ve Sıvı-Buhar Denge Basıncı

Herhangi bir sıcaklıkta, sıvı yüzeyinde bulunan yeterli kinetik enerjiye sahip taneciklerin sıvı fazdan gaz fazına geçmesine buharlaşma denir.

I. düzenekte, içine bir miktar su konulmuş kabın ilk saniyelerdeki durumu verilmiştir. Eğer yeterince beklenirse su buharlaşmaya başlar
ve belirli bir süre sonra buhar tanecikleri arttıkça sıvı faza geri dönmeler başlar.

Bu geri dönüşe yoğunlaşma denir. II. düzenekte buharlaşma hızının yoğunlaşma hızına eşit olduğu ana denge anı (dinamik denge) denir.

Denge anında sıvı seviyesi sabit kalır. Ama gerçekte, bir taraftan binlerce molekül buharlaşırken binlerce molekül de yoğunlaşmaktadır. Bu dinamik denge anında ölçülen basınca (h) denge buhar basıncı veya kısaca buhar basıncı denir.

Denge buhar basıncı; sıvının cinsine, sıcaklığına ve saflık derecesine bağlıdır.

Buhar Basıncına Etki Eden Faktörler

Sıcaklık

Sıcaklık artarsa buhar basıncı da artar.

Maddenin cinsi

Sıvıyı oluşturan tanecikler arası çekim kuvveti artarsa sıvı zor buharlaşır, dolayısıyla buhar basıncı düşük olur. Tanecikler arası çekim kuvveti küçük olursa sıvının uçuculuğu artar yani buhar basıncı büyük olur.

78 ^oC’de grafikte verilen değerlere bakılacak olursa etanolün buhar basıncı 1 atm iken suyun buhar basıncı yaklaşık 0,4 atm’dir. Bu değerler, sudaki moleküller arası çekim kuvvetlerinin daha büyük olduğunu gösterir.

Safsızlık

Sıvıda uçucu olmayan tuz ve şeker gibi maddeler çözünürse buhar basıncı düşer.

Sıvı-buhar denge basıncı veya kısaca buhar basıncı;
* sıvı miktarına,
* yüzey alanına,
* buhar hacmine,
* dış basınca (atmosfer basıncı),
* kabın hacmine
bağlı değildir.

Buharlaşma Hızı

Birim zamanda birim yüzeyden buharlaşan tanecik sayısına buharlaşma hızı denir.

Buharlaşma hızı maddenin cinsine yani moleküller arası çekim kuvvetine bağlıdır. Çekim kuvveti büyükse buharlaşma hızı küçüktür.

* Yüzey alanı artarsa buharlaşan tanecik sayısı artar.
* Sıcaklık artarsa buharlaşma hızı artar.
* Ortamdaki nem artarsa buharlaşma hızı azalır.
* Rüzgâr fazlaysa buharlaşma hızı da fazla olur.

Çözümlü Örnek Sorular

Soru 1
Aşağıdaki olaylardan hangisi buharlaşma olarak adlandırılır?
A) Su buharının sıvı hale geçmesi
B) Suyun donması
C) Sıvı suyun gaz haline geçmesi
D) Katı halden sıvı hale geçiş

Çözüm:
Buharlaşma, bir sıvının yüzeyinden moleküllerin koparak gaz fazına geçmesidir. Bu, suyun sıvı halden gaz hale geçmesiyle gerçekleşir.
Doğru cevap: C

Soru 2
Bir kapalı kapta buharlaşma ve yoğuşma hangi koşulda dengeye ulaşır?
A) Sıcaklık sürekli arttığında
B) Yoğuşma tamamen durduğunda
C) Buhar basıncı, ortam basıncına eşitlendiğinde
D) Buharlaşma ve yoğuşma hızları eşit olduğunda

Çözüm:
Kapalı bir sistemde buharlaşma ve yoğuşma hızları eşit olduğunda dinamik denge oluşur. Bu durumda, sıvı ile buhar arasında denge sağlanmış olur.
Doğru cevap: D

Soru 3
Bir sıvının denge buhar basıncını artıran faktörlerden biri nedir?
A) Sıcaklığın artırılması
B) Sıvının yüzey alanının küçülmesi
C) Sıvının miktarının artırılması
D) Moleküller arası kuvvetlerin artması

Çözüm:
Sıcaklık arttıkça sıvının molekülleri daha fazla enerji kazanır ve buhar fazına geçiş oranı artar. Bu da denge buhar basıncını artırır.
Doğru cevap: A

Soru 4
Aşağıdakilerden hangisi yoğuşma olarak adlandırılır?
A) Sıvı suyun buharlaşması
B) Gaz halindeki su buharının sıvı hale geçmesi
C) Katı halden doğrudan gaz hale geçiş
D) Suyun donması

Çözüm:
Yoğuşma, gaz halindeki bir maddenin sıvı hale geçmesidir. Su buharının sıvı hale geçmesi buna örnektir.
Doğru cevap: B

Soru 5
Buhar basıncı düşük olan bir sıvı için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Kaynama noktası düşüktür
B) Buharlaşma hızı yüksektir
C) Moleküller arası çekim kuvvetleri güçlüdür
D) Yüzey gerilimi düşüktür

Çözüm:
Buhar basıncı düşük olan bir sıvıda moleküller arası kuvvetler daha güçlüdür ve bu nedenle buharlaşma hızı daha düşüktür.
Doğru cevap: C