Redigerer Fordampningsvarme (avsnitt)

==Termodynamisk beskrivelse==

Fordampningsvarmen har sitt opphav i to forskjellige, fysiske prosesser. [[Molekyl]]ene i [[aggregattilstand|væskefase]] befinner seg nær hverandre og blir holdt på plass ved å bli tiltrukket av andre molekyler som de ligger tett inntil. For at et molekyl skal frigjøre seg og bli til damp, må det overvinne disse kreftene. Det betyr at det må tilføres en [[indre energi]] som kan beregnes ut fra kjennskap til molekylkreftene. For 1&thinsp;kg vann (1 liter) ved normaltrykk er denne energimengden {{nowrap|''&Delta;U&thinsp;'' {{=}} 2088&thinsp;kJ}}.

I tillegg må det gjøres plass til dampen ved å skyve bort den omkringliggende luften. Mens den som væske har et volum på 1 liter, vil den ved et trykk på [[standard trykk og temperatur|standard trykk]] {{nowrap|''P'' {{=}} 101&thinsp;[[kPa]]}} og temperatur på {{nowrap|''T'' {{=}} 373&thinsp;K}} ha et volum på 1674&thinsp;liter. Dette kan estimeres ved å anta at den er en [[ideell gass]]. For å gjøre denne utvidelsen mot lufttrykket, må dampen derfor utføre arbeidet {{nowrap|''P&Delta;V'' {{=}} 101 &times; 10<sup>3</sup> (N/m<sup>2</sup>) &times; (1674 - 1) &times; 10<sup>-3</sup> m<sup>3</sup> {{=}} 169&thinsp;kJ}}. Fordampningsvarmen for 1&thinsp;kg vann er derfor {{nowrap|''&Delta;H {{=}} &Delta;U + P&Delta;V'' {{=}} 2257&thinsp;kJ}}. Og dette er akkurat forandringen i vannets [[entalpi]] ved [[faseovergang]]en fra væske til damp. Da vann H<sub>2</sub>O har en [[molar masse]] på (2&times;1 + 16)g/mol = 18&thinsp;g/mol, er '''den molare fordampningsvarmen''' lik {{nowrap|''&Delta;H'' {{=}} 2257&thinsp;kJ/kg&thinsp;&times;18&thinsp;g/mol}} = {{nowrap|40,63&thinsp;kJ/mol}}.

Når denne varmemengden blir tilført væske-damp systemet ved koketemperaturen ''T'', øker entropien med

: <math> \Delta S = S_g - S_v =  {\Delta H\over T} </math>

da vannmolekylene har større entropi i gassfase enn i den tettpakkete væskefasen. Så lenge fordampningen foregår, er disse to fasene i tilnærmet likevekt med {{nowrap|''&Delta;G {{=}} 0&thinsp;''}} hvor forandringen i [[Gibbs fri energi]] er

: <math> \Delta G = \Delta H - T\Delta S </math>

Det betyr igjen at [[kjemisk potensial|det kjemiske potensialet]] er det samme i de to fasene. Dette vil opphøre så snart alle molekylene i væskefasen er fordampet. Deretter vil den rene dampen bli oppvarmet til temperaturer over kokepunktet med fortsatt tilførsel av varme.