Сұйықтықтың булануы жылдамдығын анықтайды? Процесті қозғайтын факторлар

Бала кезімізден біз өмірдің бір маңызды фактісін жақсы білеміз. Ыстық шайды салқындату үшін оны суық табақшаға құйып, ұзақ уақыт бойы оның бетіне соққысын жалғастыру керек. Сіз алты немесе жеті жаста болсаңыз, физика заңдары туралы шынымен ойламаңыз, оларды физикалық түрде немесе аксиомаға алып қойыңыз. Дегенмен, ғылымның уақытын түсіну арқылы біз аксиомалар мен дәйекті дәлелдер арасында қызықты ұқсастықтарды табамыз, балалардың жорамалдарын ересек теорияға аударамыз. Ол ыстық шаймен бірдей. Ешқайсымыз оны салқындатудың мұндай тәсілі сұйықтықтың булануымен тікелей байланысты деп ойлаған жоқ.

Процестің физикасы

Сұйықтықтың булану жылдамдығына байланысты сұраққа жауап беру үшін, процестің физикасын түсіну қажет. Булану - сұйық агрегаттық күйден газ тәріздес күйге дейінгі заттардың фазалық ауысу процесі. Кез келген сұйық зат, өте тұтқыр затпен қоса, буланып кетуі мүмкін. Сыртқы көріністе, кейбір желе тәріздес сұйықтық буланудың арқасында массасының бір бөлігін жоғалтуы мүмкін, бірақ белгілі бір жағдайларда бұл дәл солай болады. Қатты дененің да булануы мүмкін, тек мұндай процесс сублимация деп аталады.

Бұл қалай жұмыс істейді

Сұйықтықтың булану жылдамдығының қаншалықты тәуелді екенін түсіну үшін, бұл эндотермиялық процесс, яғни жылуды сіңіру кезінде орын алатын процесс. Фазалық ауысудың жылуы (булану жылуы) энергияны заттардың молекулаларына жібереді, олардың жылдамдығын арттырады және олардың бөліну ықтималдығын арттырады, ал молекулалық адгезия күштерін әлсіретеді. Заттың негізгі бөлігінен үзіліп, ең жылдам молекулалар оның шекарасынан шығып кетеді және зат массасын жоғалтады. Бұл жағдайда сұйықтықтың бөлінетін молекулалары бірден күшейіп, фазалық өтпелі процесті жасуша кезінде жүргізеді және олардың кірістілігі қазірдің өзінде газ тәрізді күйде.

Қолданба

Сұйықтықтың булану жылдамдығының себептерін түсіну үшін олардың негізіндегі технологиялық процестерді дұрыс реттеуге болады. Мысалы, жылыту-буландырғышта салқындатқыш бөлмеден жылынуды, салқындатылған бөлмеден жылынуды немесе қыздыру мен ыстық судың қажеттілігіне ауысатын өнеркәсіптік қазандықтың құбырларындағы қайнаған суды жұмыс істейтін ауа кондиционерлерінің жұмысы. Сұйықтықтың булану жылдамдығынан тәуелді болатын жағдайлар туралы білу шағын көлемдегі заманауи және технологиялық жабдықты жобалауға және шығаруға және жылу беру коэффициентінің ұлғаюына мүмкіндік береді.

Температура

Сұйық агрегаттық күйі өте тұрақсыз. Біздің жердегі с. Y. («Қалыпты жағдайлар» түсінігі, яғни адам өміріне жарамды), ол мезгіл-мезгіл қатты немесе газ тәрізді фазаға өтуге бейім. Бұл қалай жүзеге асады? Сұйықтықтың булануы жылдамдығын анықтайды?

Алғашқы критерий, әрине, температура. Сұйықтықты неғұрлым күштірек болсақ, заттың молекулаларына неғұрлым көп энергия әкелетін болсақ, онда молекулярлық байланыстарды бұзатын болсақ, фазалық өту процесі жылдамырақ болады. Апотеозды тұрақты көпіршікті қайнатумен қамтамасыз етеді. Атмосфералық қысым кезінде су 100 ° C температурада қайнайды. Кәстрөлдің беті немесе, мысалы, қайнататын шәйнек, тек бірінші көзқараста өте тегіс. Суреттің бірнеше есе артуымен біз тауларда секілді шексіз шыңдарды көретін боламыз. Жылулық осы шыңдардың әрқайсысына нүктелік түрде қолданылады және кішігірім жылу алмасу бетінің арқасында су бірден қайнап шығады, ол жер бетіне көтерілген көпіршігі ауасын қалыптастырады, ол құлады. Сондықтан бұл қайнатушы көпіршік деп аталады. Судың булануы жылдамдығы ең жоғары болып табылады .

Қысым

Сұйықтықтың булануы жылдамдығына байланысты екінші маңызды параметр - қысым. Атмосфералық қысым төмендеген кезде су төмен температураларда қайнайды. Бұл қағида танымал қысымды пештердің жұмысына негізделеді - ауаны сорып алған арнайы табалар, ал су 70-80ºС температурада қайнаған. Қысымды арттыру, керісінше, қайнау температурасын арттырады. Бұл пайдалы қасиет ЖЭО-нан ТШО-ға және ИТП-ға ыстық су беру кезінде қолданылады, мұнда берілетін жылудың әлеуетін сақтай отырып, су 150-180 градусқа дейін қызады, ал құбырларда оның ерітіндісінің мүмкіндігін болдырмау керек.

Басқа да факторлар

Әуе реакторының температурасынан жоғары температурасы бар сұйықтық бетінің интенсивті жарылысы сұйықтықтың булануы жылдамдығына байланысты басқа фактор болып табылады. Мұның мысалдары күнделікті өмірден алынуы мүмкін. Көлдің бетін сындыратын жел немесе біздің тарихымызды бастаған мысал: ыстық шайды құйып, табақшаға құйды. Ол заттың негізгі бөлігінен бөлінетіндіктен, молекулалар энергияны кейбіреулерімен бірге алып, салқындату фактісі бойынша салқындатылады. Мұнда сіз бетінің аумағының әсерін көре аласыз. Табақша құмырадан гөрі кеңірек, сондықтан оның квадратурасымен, әлдеқайда көп судан құтылуға болады.

Бұланудың жылдамдығы сұйықтықтың өзіндік түріне де әсер етеді: кейбір сұйықтықтар тезірек буланып, ал басқалары, керісінше, баяуырақ. Булану үдерісіне қоршаған ортаға әсер ететін маңызды әсер етеді. Жоғары абсолютті ылғалдың құрамында (мысалы, өте ылғалды ауа, мысалы теңізде) булану үрдісі баяу өтеді.