Бәріміз бала кезімізден өмірдің бір маңызды фактісін жақсы білеміз. Ыстық шайды салқындату үшін оны салқын тәрелкеге құйып, бетіне ұзақ үрлеу керек. Сіз алты-жеті жаста болғанда, сіз физика заңдары туралы шынымен ойламайсыз, сіз оларды әдеттегідей қабылдайсыз немесе физикалық тілмен айтқанда, сіз оларды аксиома ретінде қабылдайсыз. Дегенмен, уақыт өте келе ғылымды үйрене отырып, біз аксиомалар мен дәйекті дәлелдер арасындағы қызықты ұқсастықтарды тауып, балалық шақтағы болжамдарымызды ересек теоремаларға оңай аударамыз. Бұл ыстық шайға да қатысты. Оны суытудың бұл жолы сұйықтықтың булануымен тікелей байланысты екенін ешқайсымыз елестете алмадық.
Процесс физикасы
Сұйықтықтың булану жылдамдығы немен анықталады деген сұраққа жауап беру үшін процестің физикасын түсіну қажет. Булану – заттың агрегацияның сұйық күйінен газ тәрізді күйге өтуінің фазалық процесі. Кез келген сұйық зат булануы мүмкін, соның ішінде өте тұтқыр. Сыртқы түрі бойыншажәне белгілі бір желе тәрізді суспензия булану салдарынан массасының бір бөлігін жоғалтуы мүмкін деп айта алмайсыз, бірақ белгілі бір жағдайларда бұл дәл солай болады. Қатты дене де булануы мүмкін, тек бұл процесс сублимация деп аталады.
Бұл қалай болады
Сұйықтықтың булану жылдамдығы неге байланысты екенін анықтаудан бастау керек, бұл эндотермиялық процесс, яғни жылуды сіңірумен жүретін процесс. Фазалық ауысу жылуы (булану жылуы) энергияны зат молекулаларына береді, олардың жылдамдығын арттырады және олардың бөліну ықтималдығын арттырады, сонымен бірге молекулалық біріктіру күштерін әлсіретеді. Заттың негізгі бөлігінен бөлініп, ең жылдам молекулалар оның шекарасынан шығып кетеді, ал зат массасын жоғалтады. Сонымен бірге, лақтырылған сұйықтық молекулалары лезде қайнап, бөліну кезінде фазалық ауысу процесін жүзеге асырады және олардың шығуы газ күйінде болады.
Қолданба
Сұйықтықтың булану жылдамдығы қандай себептерге байланысты екенін түсіне отырып, олардың негізінде болып жатқан технологиялық процестерді дұрыс реттеуге болады. Мысалы, жылу алмастырғыш-буландырғышта салқындатқыш қайнайтын, салқындатылған бөлмеден жылуды алатын кондиционердің жұмысы немесе жылуы өнеркәсіптік қазандықтың құбырларындағы судың қайнауы. жылу және ыстық сумен жабдықтау қажеттіліктері. Сұйықтықтың булану жылдамдығы тәуелді болатын шарттарды түсіну ықшам өлшемді және жоғары коэффициенті бар заманауи және технологиялық жабдықты жобалауға және жасауға мүмкіндік береді.жылу беру.
Температура
Агрегацияның сұйық күйі өте тұрақсыз. Біздің жердегі Н. ж. («қалыпты жағдай» ұғымы, яғни адам өміріне қолайлы), ол мезгіл-мезгіл қатты немесе газ тәрізді фазаға ауысуға бейім. Бұл қалай болады? Сұйықтықтың булану жылдамдығы немен анықталады?
Негізгі критерий, әрине, температура. Біз сұйықтықты неғұрлым көп қыздырсақ, соғұрлым біз заттың молекулаларына көбірек энергия әкелеміз, соғұрлым көп молекулалық байланыстар үзілсе, фазалық ауысу процесі соғұрлым тез жүреді. Апотеозға тұрақты ядролық қайнау арқылы қол жеткізіледі. Су атмосфералық қысымда 100°С қайнайды. Кәстрөлдің немесе, мысалы, қайнайтын шәйнектің беті бір қарағанда, тек тамаша тегіс. Суреттің бірнеше есе ұлғаюымен біз таулардағы сияқты шексіз өткір шыңдарды көреміз. Жылу осы шыңдардың әрқайсысына нүктелік бағытта беріледі және жылу алмасу беті аз болғандықтан, су лезде қайнап, ауа көпіршігі пайда болады, ол жер бетіне көтеріледі, сол жерде құлап кетеді. Сондықтан мұндай қайнауды көпіршікті деп атайды. Судың булану жылдамдығы максималды.
Қысым
Сұйықтықтың булану жылдамдығы тәуелді болатын екінші маңызды параметр – қысым. Қысым атмосфералық деңгейден төмен түскен кезде су төмен температурада қайнай бастайды. Әйгілі қысымды пештердің жұмысы осы принципке негізделген - ауа сорылатын және су 70-80 ºС қайнаған арнайы кастрюльдер. Қысымның жоғарылауы, керісінше,қайнау температурасын арттырады. Бұл пайдалы қасиет жылу электр станциясынан орталықтандырылған жылытуға және ITP-ге қатты қызған суды беру кезінде пайдаланылады, мұнда берілетін жылудың әлеуетін сақтау үшін суды алып тастау қажет болған кезде 150-180 градус температураға дейін қызады. құбырларда қайнау мүмкіндігі.
Басқа факторлар
Сұйықтық бетін берілген ауа ағынының температурасынан жоғары температурада қарқынды үрлеу сұйықтықтың булану жылдамдығын анықтайтын тағы бір фактор болып табылады. Бұған мысалдарды күнделікті өмірден алуға болады. Көл бетін желмен желпілдету немесе әңгімені бастаған мысал: табаққа құйылған ыстық шайды үрлеу. Заттың негізгі бөлігінен бөлініп, молекулалар энергияның бір бөлігін өздерімен бірге алып, оны салқындатуына байланысты салқындатылады. Мұнда сіз сондай-ақ бет аймағының әсерін көре аласыз. Табақша шыныаяқтан кеңірек, сондықтан оның шаршысынан көбірек су шығуы мүмкін.
Сұйықтық түрінің өзі булану жылдамдығына да әсер етеді: кейбір сұйықтықтар тезірек буланады, басқалары, керісінше, баяуырақ. Булану процесіне қоршаған ауаның күйі де маңызды әсер етеді. Абсолютті ылғалдылық жоғары болса (өте ылғалды ауа, мысалы, теңіз маңында), булану процесі баяуырақ болады.
