Vaporizzazione

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La vaporizzazione di un elemento o di un composto è una transizione di fase dalla fase liquida al vapore. Ci sono due tipi di vaporizzazione: l’evaporazione e l’ebollizione. L’evaporazione è un fenomeno superficiale, mentre l’ebollizione è un fenomeno di massa.

L’evaporazione è una transizione di fase dalla fase liquida al vapore (uno stato della sostanza al di sotto della temperatura critica) che avviene a temperature inferiori alla temperatura di ebollizione ad una data pressione. L’evaporazione avviene in superficie. L’evaporazione avviene solo quando la pressione parziale del vapore di una sostanza è inferiore alla pressione del vapore di equilibrio. Per esempio, a causa delle pressioni costantemente decrescenti, il vapore pompato fuori da una soluzione alla fine si lascerà dietro un liquido criogenico.

L’ebollizione è anche una transizione di fase dalla fase liquida alla fase gassosa, ma l’ebollizione è la formazione di vapore come bolle di vapore sotto la superficie del liquido. L’ebollizione avviene quando la pressione di vapore di equilibrio della sostanza è maggiore o uguale alla pressione ambientale. La temperatura alla quale si verifica l’ebollizione è la temperatura di ebollizione, o punto di ebollizione. Il punto di ebollizione varia con la pressione dell’ambiente.

La sublimazione è una transizione di fase diretta dalla fase solida alla fase gassosa, saltando la fase liquida intermedia. Poiché non coinvolge la fase liquida, non è una forma di vaporizzazione.

Il termine vaporizzazione è stato anche usato in modo colloquiale o iperbolico per riferirsi alla distruzione fisica di un oggetto che è esposto a calore intenso o forza esplosiva, dove l’oggetto è effettivamente fatto esplodere in piccoli pezzi piuttosto che letteralmente convertito in forma gassosa. Esempi di questo uso includono la “vaporizzazione” dell’isola disabitata Marshall di Elugelab nel test termonucleare Ivy Mike del 1952.

Al momento dell’impatto di una meteora o di una cometa abbastanza grande, della detonazione di un bolide, della fissione nucleare, della fusione termonucleare o della detonazione di un’arma teorica di antimateria, un flusso di così tanti fotoni di raggi gamma, raggi x, ultravioletti, luce visiva e calore colpisce la materia in un tempo così breve (un gran numero di fotoni ad alta energia, molti dei quali si sovrappongono nello stesso spazio fisico) che tutte le molecole perdono i loro legami atomici e “volano via”.

Tutti gli atomi perdono i loro gusci di elettroni e diventano ioni carichi positivamente, emettendo a loro volta fotoni di un’energia leggermente inferiore a quella che avevano assorbito. Tutta questa materia diventa un gas di nuclei ed elettroni che salgono nell’aria a causa della temperatura estremamente alta o si legano tra loro mentre si raffreddano. La materia vaporizzata in questo modo è immediatamente un plasma in uno stato di massima entropia e questo stato si riduce costantemente attraverso il fattore del tempo che passa a causa dei processi naturali nella biosfera e gli effetti della fisica a temperature e pressioni normali.

Un processo simile si verifica durante l’ablazione laser a impulsi ultracorti, dove l’alto flusso di radiazione elettromagnetica in entrata spoglia la superficie del materiale bersaglio di elettroni, lasciando atomi carichi positivamente che subiscono un’esplosione coulombiana.

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