Načrtovanje testnega poskusa, na podlagi katerega bi lahko ločili med dvema razlagama istega pojava
ter ocenili njuno pravilnost, se je izkazalo za večji izziv, kot smo sprva menili. Namreč do sedaj se še
nismo soočili z nalogo, pri kateri naše razmišljanje ne bi smelo temeljiti na že vedenem. Z drugimi besedami,
navajeni smo bili, da se pri razlagah opiramo na že znano teorijo. S pedagoškega stališča je bil cilj naše
naloge, da se naučimo samostojno ovrednotiti eksperimentalni problem ter da se pri tem ne zanašamo na
znanstveno avtoriteto (pa čeprav je to splošno sprejeta razlaga oz. teorija). Znanje smo tekom poskusa
pridobili zgolj z opazovanjem in logičnim razmišljanjem.
Vse kar smo o izhlapevanju torej morali vedeti je sledeče:
Izraza IZHLAPEVANJE oziroma EVAPORACIJA se nanašata na fazno spremembo, pri kateri snov preide iz kapljevine v
plin. Ne smemo ga zamešati z vrenjem, ki označuje enako fazno spremembo, a se pojava med seboj razlikujeta v vsaj dveh točkah:
1. Izhlapevanje namreč poteka le na površini, medtem ko izparevanje poteka po celotnem volumnu kapljevine.
2. Izhlapevanje poteka tudi pri nižjih temperaturah od vrelišča.
S tem najosnovnejšim znanjem, ki posledica opazovanja vsakodnevnih pojavov, smo se nato lotili naloge.
Seveda Anji in Romanu nismo želeli slepo verjeti na besedo, da je izhlapevanje vode ob prisotnosti vetra
res hitrejše, zato smo opravili začetni poskus. Ko smo to potrdili, smo zasnovali poskuse, na podlagi
katerih smo želeli ugotoviti, čigavo razmišljanje je pravilnejše.
Sprva smo imeli pri razumevanju Anjine in Romanove trditve nekaj težav. Pri 1. in
2. poskusu smo po sicer
obetavnih začetkih, poskusa sta potekala v skladu z napovedjo, šele po temeljitejšem premisleku prišli
do zaključka, da nobene trditve ne moremo ovreči.
S 3. poskusom smo nato dokazali, da je Romanovo razmišljanje napačno, saj se izid poskusa ni skladal z
napovedjo, ki je temeljila na njegovem razmišljanju.
Čeprav smo ovrgli Romanovo razlago, še ne moremo z gotovostjo trditi, da ima Anja prav. Anjina razlaga
je pravilna le do te mere, da se sklada z izidi vseh opravljenih poskusov.
Za temeljitejše ovrednotenje pravilnosti razlag smo se oprli na avtoriteto, ki o izhlapevanju pravi:
Proces je posledica tega, da imajo nekatere molekule kapljevine dovolj energije, da iz nje pobegnejo.
Molekule so stalno v gibanju, do trkov pa prihaja nenehno. Pri tem si molekule izmenjujejo energijo.
Molekula lahko izhlapi, če se nahaja blizu gladine kapljevine, če se giba v pravo smer in je dovolj
hitra. Imeti mora dovolj veliko kinetično energijo, da premaga intermolekularne sile v kapljevini.[1]
Dokler je zrak nad kapljevino nenasičen, več molekul izhlapi kot pa jih preide iz zraka v kapljevino.
Zrak nad kapljevino je nasičen, ko sta ta dva procesa v ravnotežju. Torej če naj kapljevina ves čas
izhlapeva, morajo izhlapele molekule nenehno zapuščati neposredno okolico gladine kapljevine. To se
pri mirujočem zraku dogaja z difuzijo. Molekule kapljevine se premikajo od mesta, kjer jih je več,
do mesta, kjer jih je manj. Vidimo da je za ta proces seljenja molekul nujna razlika gostot molekul
kapljevine nad gladino in v okolici. Gostota molekul je večja ob gladini kapljevine. Ko je zrak v
okolici nasičen, razlike med gostotami več ni, količina neto izhlapele vode pa je enaka nič. Ob
prisotnosti vetra pa se molekule kapljevine od gladine ne selijo zgolj z difuzijo. Veter namreč
sproti odnaša zrak z več molekulami kapljevine in prinaša bolj suh zrak. Zato je proces izhlapevanja
ob vetru hitrejši.[2]
Na podlagi tega pričakujemo, da na hitrost izhlapevanja vpliva vsaj naslednjih 6 dejavnikov:
1. Moč intermolekularnih sil
Močnejše kot so te, počasnejše je izhlapevanje.
2. Koncentracija molekul kapljevine in drugih molekul nad gladino
Pri višjih koncentracijah bo izhlapevanje počasnejše.
3. Tlak
Pri višjem tlaku je izhlapevanje počasnejše.
4. Površina gladine
Pri večji površini je izhlapevanje hitrejše.
5. Temperatura kapljevine
Kinetična energija molekul je sorazmerna s temperaturo. Izhlapevanje torej poteka hitreje pri višjih
temperaturah, ker imajo molekule večje kinetične energije in lažje ubežijo.
6. Veter
Razlaga je povezana s koncentracijo molekul kapljevine v zraku nad gladino (2. točka). Veter
predstavlja konstantno gibanje zraka nad kapljevino, kar pomeni da nenehno odstranja zrak, ki
je bolj nasičen z molekulami kapljevine.
Zaključimo lahko, da se Anjina razlaga zelo dobro sklada z dejanskim mehanizmom izhlapevanja.
Oboroženi s tem znanjem pa tudi vidimo, da Anjina in Romanova razlaga nista edini možni. Vemo,
da je izhlapevanje endotermen proces, saj kapljevino zapustijo molekule z najvišjo kinetično
energijo - povprečna kinetična energija v kapljevini se zmanjša. Alternativna razlaga, zakaj
kapljevina ob prisotnosti vetra izhlapeva hitreje, bi lahko bila sledeča. Ko piha veter,
zgornji plasti molekul v kapljevini doda kinetično energijo, zato jih več premaga medmolekulske
sile ter zapusti kapljevino - izhlapijo. Zato se npr. ohladi juha, če vanjo pihamo, in zato se
perilo ob vetrovnem vremenu suši hitreje, na otip pa je hladnejše.
Eksperiment bi lahko razširili tako, da bi preverili vplive posameznih parametrov na hitrost
izhlapevanja. Na ta način bi lahko eksperimentalno določili, kako je količina izhlapele vode
v določenem časovnem intervalu odvisna od hitrosti vetra, temperature vode, temperature okolice,
površine gladine vode, vlažnosti zraka, tlaka, ... Takšen eksperiment bi zahteval večjo natančnost
pri svoji izvedbi.
Nasprotno pa se nam ni bilo potrebno poglobljeno ukvarjati z eksperimentalnimi napakami. Te bi
bile pomembne zgolj v primeru, ko bi bile razlike mas tako majhne, da bi bile znotraj natančnosti
tehtnice. Rešitev bi bila tehtnica z večjo natančnostjo ali daljši časovni interval. Zagotovo pa
bi dobili natančnejše meritve, če bi vsak poskus ponovili in se tako prepričali, da naša meritev
ni z robu porazdelitve meritev.
Če bi nam uspelo doseči večji nadzor nad kontrolnimi spremenljivkami ter večjo natančnost pri
merjenju, bi se lahko testnega poskusa lotili malo drugače. Roman je v svojo razlago vključil
tudi mehanizem, kako molekule izhlapevajo. Meni, da med molekulami vode in zraka poteče kemijska
reakcija, tako molekule vode izhlapijo. Za boljše razumevanje Romanove (1.) razlage bomo navedli
še nekaj dejavnikov, ki vplivajo na hitrost kemijske reakcije in so relevantni za razlago našega
poskusa. Hitrost kemijske reakcije nam pove, kako hitro reakcija poteka.
Dejavniki, ki na to vplivajo so:
1. Koncentracija reaktantov in tlak
Tlak in koncentracijo omenjamo v isti sapi, saj s povečanjem tlaka povečamo koncentracijo. Reakcija
poteka hitreje pri večjih koncentracijah, saj pride do več trkov med reaktanti. Pri reakcijah kjer
so snovi v plinastem agregatnem stanju, se hitrost reakcije povečuje v smeri, v kateri nastane
manj molov plina.
2. Temperatura
Višja temperatura pomeni, da imajo molekule večjo povprečno kinetično energijo, kar pomeni, da
ima več molekul zadostno energijo za uspešen trk. Večja hitrost molekul pomeni tudi, da pride
večkrat do trka med njimi
3. Površina reaktantov
Večja površina reaktanta pomeni, da je več delcev le tega neposredno na voljo za kemijsko
reakcijo, kar se odraža v hitrejšem poteku reakcije.
4. Narava reakcije
Oznaka se nanaša na več dejavnikov, med drugim označuje reaktante in njihovo agregatno stanje.
S spreminjanjem teh dejavnikov bi tako poskušali ugotoviti, ali gre res za kemijsko reakcijo.