<h3>Aspetti termodinamici dell’evaporazione: una panoramica completa
L’evaporazione rappresenta il processo attraverso il quale l’acqua si trasforma da uno stato liquido a uno stato gassoso o vapore. Il criterio termodinamico di equilibrio in una trasformazione che avviene a temperatura e pressione costanti è espresso dall’uguaglianza: TdS = dH, dove dS è la variazione di entropia, dH è la variazione di entalpia in una trasformazione infinitesima del sistema e T è la temperatura. Il criterio di spontaneità, ovvero di una reazione irreversibile, può essere scritto come TdS > dH (o dG = dH – TdS < 0), dove dG è la variazione dell'energia libera in una trasformazione infinitesima del sistema. L'evaporazione, ovvero la trasformazione liquido → gas, avviene alla temperatura di ebollizione del liquido e alla pressione di 1 atmosfera. Questo processo è caratterizzato da un valore positivo di ∆H°vap e un valore positivo di ∆S°vap, il che implica che l'evaporazione di un liquido è un processo sfavorito da un punto di vista entalpico ma favorito da un punto di vista entropico. Il potenziale chimico, definito come l'energia libera molare di una sostanza pura, è un parametro fondamentale in queste trasformazioni. In un gas considerato perfetto, il potenziale chimico aumenta all'aumentare della pressione, a temperatura costante. Mentre nel caso di un liquido o di un solido, il potenziale chimico dipende dalla pressione secondo una specifica relazione. In condizioni di equilibrio, l’energia libera molare della fase liquida è uguale a quella della fase gassosa. Modifiche nel volume a disposizione del gas o variazioni di pressione e temperatura possono influenzare l'equilibrio tra le fasi liquida e gassosa. In sintesi, l'evaporazione è un processo fondamentale che coinvolge un equilibrio sottostante tra liquido e gas, influenzato da variabili termodinamiche come temperatura, pressione, entalpia ed entropia. Questi concetti forniscono le basi per la comprensione dei processi di evaporazione in diversi contesti scientifici e ingegneristici.