Turli haroratlarda suvning bug'lanishining solishtirma issiqligi. Bug'lanishning o'ziga xos issiqligi nima va uni qanday aniqlash mumkin

Ushbu darsda biz bug'lanishning qaynash kabi turiga e'tibor qaratamiz, uning ilgari ko'rib chiqilgan bug'lanish jarayonidan farqlarini muhokama qilamiz, qaynash nuqtasi kabi qiymatni kiritamiz va nimaga bog'liqligini muhokama qilamiz. Dars oxirida biz bug'lanish jarayonini tavsiflovchi juda muhim miqdor bilan tanishamiz - bug'lanish va kondensatsiyaning o'ziga xos issiqligi.

Mavzu: Moddaning agregat holatlari

Dars: qaynatib oling. Bug'lanish va kondensatsiyalanishning solishtirma issiqligi

Oxirgi darsda biz bug'lanish turlaridan biri - bug'lanishni ko'rib chiqdik va bu jarayonning xususiyatlarini ta'kidladik. Bugun biz bug'lanishning qaynash jarayoni kabi turini muhokama qilamiz va bug'lanish jarayonini raqamli tavsiflovchi qiymatni - bug'lanish va kondensatsiyaning o'ziga xos issiqligini kiritamiz.

Ta'rif.Qaynatish(1-rasm) bug 'pufakchalari hosil bo'lishi bilan birga suyuqlikning gaz holatiga intensiv o'tish jarayoni va ma'lum bir haroratda suyuqlikning butun hajmida sodir bo'lib, qaynash nuqtasi deb ataladi.

Keling, bug'lanishning ikki turini bir-biri bilan taqqoslaylik. Qaynatish jarayoni bug'lanish jarayonidan ko'ra kuchliroqdir. Bundan tashqari, biz eslaganimizdek, bug'lanish jarayoni erish nuqtasidan yuqori bo'lgan har qanday haroratda va qaynash jarayoni - qat'iy ravishda ma'lum bir haroratda sodir bo'ladi, bu moddalarning har biri uchun farq qiladi va qaynash nuqtasi deb ataladi. Shuni ham ta'kidlash kerakki, bug'lanish suyuqlikning faqat erkin yuzasidan, ya'ni uni atrofdagi gazlar bilan chegaralovchi maydondan sodir bo'ladi va qaynash darhol butun hajmdan sodir bo'ladi.

Keling, qaynatish jarayonini batafsil ko'rib chiqaylik. Ko'pchiligimiz qayta-qayta duch kelgan vaziyatni tasavvur qilaylik - bu ma'lum bir idishda, masalan, yirtqichlardan suvni isitish va qaynatishdir. Isitish paytida ma'lum miqdorda issiqlik suvga o'tadi, bu uning oshishiga olib keladi ichki energiya va molekulalar harakatining faolligi oshishi. Bu jarayon molekulyar harakat energiyasi qaynash uchun etarli bo'lgunga qadar ma'lum bir bosqichga qadar davom etadi.

Suvda erigan gazlar (yoki boshqa aralashmalar) mavjud bo'lib, ular uning tarkibida ajralib chiqadi, bu esa bug'lanish markazlarining paydo bo'lishiga olib keladi. Ya'ni, bu markazlarda bug 'chiqariladi va qaynash paytida kuzatiladigan suvning butun hajmida pufakchalar hosil bo'ladi. Bu pufakchalar havo emas, balki qaynash jarayonida hosil bo'lgan bug' ekanligini tushunish kerak. Pufakchalar hosil bo'lgandan so'ng, ulardagi bug 'miqdori ortadi va ular hajmi kattalasha boshlaydi. Ko'pincha, pufakchalar dastlab idishning devorlari yaqinida hosil bo'ladi va darhol yuzaga chiqmaydi; birinchidan, ular hajmi kattalashib, Arximedning kuchayib borayotgan kuchi ta'sirida bo'ladi, so'ngra devordan ajralib, sirtga ko'tariladi, u erda ular yorilib, bug'ning bir qismini chiqaradi.

Shuni ta'kidlash kerakki, barcha bug 'pufakchalari bir vaqtning o'zida suvning erkin yuzasiga etib bormaydi. Qaynatish jarayonining boshida suv hali ham bir tekis qizdirilmaydi va issiqlik uzatish jarayoni sodir bo'ladigan pastki qatlamlar, hatto konveksiya jarayonini hisobga olgan holda, yuqoridan ham issiqroq. Bu pastdan ko'tarilgan bug 'pufakchalari hali suvning erkin yuzasiga etib bormagan sirt tarangligi fenomeni tufayli qulab tushishiga olib keladi. Shu bilan birga, pufakchalar ichidagi bug 'suvga o'tadi va shu bilan uni qo'shimcha ravishda isitadi va suvni butun hajmda bir xil isitish jarayonini tezlashtiradi. Natijada, suv deyarli bir tekis qizdirilganda, deyarli barcha bug 'pufakchalari suv yuzasiga chiqa boshlaydi va kuchli bug'lanish jarayoni boshlanadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, suyuqlikni issiqlik bilan ta'minlash intensivligi oshirilsa ham, qaynash jarayoni sodir bo'ladigan harorat o'zgarishsiz qoladi. Oddiy so'zlar bilan aytganda Agar qaynatish jarayonida qozonga suv qo'shiladigan gaz qo'shilsa, bu faqat qaynatishning intensivligini oshiradi va suyuqlikning haroratini oshirmaydi. Agar qaynash jarayoniga jiddiyroq kirsak, shuni ta'kidlash kerakki, suvda qaynash nuqtasidan haddan tashqari qizib ketishi mumkin bo'lgan joylar mavjud, ammo bunday qizib ketishning kattaligi, qoida tariqasida, bir yoki bir necha martadan oshmaydi. daraja va suyuqlikning umumiy hajmida ahamiyatsiz. Oddiy bosimdagi suvning qaynash nuqtasi 100 ° C dir.

Qaynayotgan suv jarayonida siz qaynash deb ataladigan xarakterli tovushlar bilan birga ekanligini sezishingiz mumkin. Bu tovushlar faqat tasvirlangan bug 'pufakchalarining qulashi jarayoni tufayli paydo bo'ladi.

Boshqa suyuqliklarni qaynatish jarayonlari xuddi suvning qaynashi kabi davom etadi. Ushbu jarayonlardagi asosiy farq moddalarning turli qaynash nuqtalari bo'lib, ular normal atmosfera bosimida allaqachon jadval qiymatlari bilan o'lchanadi. Keling, ushbu haroratlarning asosiy qiymatlarini jadvalda ko'rsatamiz.

Qizig'i shundaki, suyuqliklarning qaynash nuqtasi atmosfera bosimining qiymatiga bog'liq, shuning uchun biz jadvaldagi barcha qiymatlar normal atmosfera bosimida berilganligini ko'rsatdik. Havo bosimi ortganda suyuqlikning qaynash nuqtasi ham ortadi, pasayganda esa, aksincha, pasayadi.

Bunga qaynash nuqtasining bosimga bog'liqligi muhit bunday taniqli ishlash printsipiga asoslanadi oshxona jihozi bosimli pishirgich kabi (2-rasm). Bu mahkam yopilgan qopqog'i bo'lgan idish bo'lib, uning ostida suvning bug'lanishi jarayonida bug 'bilan havo bosimi 2 atmosfera bosimiga etadi, bu esa undagi suvning qaynash nuqtasini ko'tarilishiga olib keladi. Shu sababli, undagi oziq-ovqat bo'lgan suv odatdagidan () yuqori haroratgacha qizish imkoniyatiga ega va pishirish jarayoni tezlashadi. Ushbu effekt tufayli qurilma o'z nomini oldi.

Guruch. 2. bosimli pishirgich ()

Atmosfera bosimining pasayishi bilan suyuqlikning qaynash nuqtasining pasayishi bilan bog'liq vaziyat ham hayotdan misolga ega, ammo ko'p odamlar uchun endi har kuni emas. Bu misol alpinistlarning tog'li hududlarda sayohatiga taalluqlidir. Ma'lum bo'lishicha, 3000-5000 m balandlikda joylashgan hududda atmosfera bosimining pasayishi tufayli suvning qaynash nuqtasi yanada pastroq qiymatlarga tushadi, bu esa piyoda pishirishda qiyinchiliklarga olib keladi, chunki samarali issiqlik bilan ishlov berish mahsulotlar, bu holda, u normal sharoitlarga qaraganda ancha ko'proq vaqt talab etadi. Taxminan 7000 m balandlikda suvning qaynash nuqtasiga etadi, bu esa bunday sharoitda ko'plab mahsulotlarni pishirishni imkonsiz qiladi.

Bu qaynash nuqtasida turli moddalar farqlanadi, moddalarni ajratish uchun ba'zi texnologiyalar asoslangan. Masalan, ko'p tarkibiy qismlardan tashkil topgan murakkab suyuqlik bo'lgan yog'ning qizdirilishini ko'rib chiqsak, qaynatish jarayonida uni bir necha xil moddalarga bo'lish mumkin. Bunda kerosin, benzin, nafta va mazutning qaynash temperaturalari har xil bo’lganligi sababli ularni turli haroratlarda bug’lanish va kondensatsiyalanish yo’li bilan bir-biridan ajratish mumkin. Bu jarayon odatda fraksiyalash deb ataladi (3-rasm).

Guruch. 3 Yog'ni fraktsiyalarga ajratish ()

Har qanday kabi jismoniy jarayon, qaynash qandaydir raqamli qiymatdan foydalangan holda xarakterlanishi kerak, bunday qiymat bug'lanishning o'ziga xos issiqligi deb ataladi.

Tushunish uchun jismoniy ma'no Ushbu qiymatdan quyidagi misolni ko'rib chiqing: 1 kg suv oling va uni qaynash nuqtasiga keltiring, so'ngra bu suvni to'liq bug'lantirish uchun qancha issiqlik kerakligini o'lchang (issiqlik yo'qotishlari bundan mustasno) - bu qiymat o'ziga xos issiqlikka teng bo'ladi. suvning bug'lanishi. Boshqa modda uchun issiqlikning bu qiymati boshqacha bo'ladi va bu moddaning bug'lanishining o'ziga xos issiqligi bo'ladi.

Bug'lanishning o'ziga xos issiqligi juda muhim xususiyatga aylanadi zamonaviy texnologiyalar metall ishlab chiqarish. Ma'lum bo'lishicha, masalan, temirning erishi va bug'lanishi, so'ngra uning kondensatsiyasi va qotib qolishi paytida, kristalli hujayra asl namunaga qaraganda yuqori quvvatni ta'minlaydigan tuzilishga ega.

Belgilanish: bug'lanish va kondensatsiyalanishning solishtirma issiqligi (ba'zan belgilanadi).

o'lchov birligi: .

Moddalarning o'ziga xos bug'lanish issiqligi laboratoriya sharoitida tajribalar bilan aniqlanadi va uning asosiy moddalar uchun qiymatlari tegishli jadvalda keltirilgan.

Modda

Qaynatish - suyuqlik nafaqat sirtdan, balki uning ichida ham qizdirilganda sodir bo'ladigan kuchli bug'lanishdir.

Qaynatish issiqlikning so'rilishi bilan sodir bo'ladi.
Berilgan issiqlikning katta qismi moddaning zarralari orasidagi bog'lanishlarni buzishga, qolgan qismi - bug'ning kengayishi paytida bajarilgan ishlarga sarflanadi.
Natijada, bug 'zarralari orasidagi o'zaro ta'sir energiyasi suyuqlik zarralari orasidagidan kattaroq bo'ladi, shuning uchun bug'ning ichki energiyasi bir xil haroratda suyuqlikning ichki energiyasidan katta bo'ladi.
Qaynatish jarayonida suyuqlikni bug'ga o'tkazish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:

bu erda m - suyuqlikning massasi (kg),
L - bug'lanishning o'ziga xos issiqligi.

Bug'lanishning solishtirma issiqligi ma'lum bir moddaning 1 kg qaynash nuqtasida bug'ga aylanishi uchun qancha issiqlik kerakligini ko'rsatadi. Birlik o'ziga xos issiqlik SI tizimida bug'lanish:
[ L ] = 1 J/kg
Bosim ortishi bilan suyuqlikning qaynash nuqtasi ko'tariladi va bug'lanishning solishtirma issiqligi pasayadi va aksincha.

Qaynatish jarayonida suyuqlikning harorati o'zgarmaydi.
Qaynash nuqtasi suyuqlikka ta'sir qiladigan bosimga bog'liq.
Bir xil bosimdagi har bir moddaning qaynash nuqtasi bor.
Atmosfera bosimining oshishi bilan qaynatish yuqori haroratda, bosimning pasayishi bilan boshlanadi - aksincha.
Masalan, suv faqat normal atmosfera bosimida 100 ° C da qaynaydi.

SUYUQQON QAYNAGANDA NIMA BO'LADI?

Qaynatish - suyuqlikdagi bug' pufakchalarining uzluksiz shakllanishi va o'sishi bilan suyuqlikning bug'ga o'tishi, uning ichida suyuqlik bug'lanadi. Isitish boshida suv havo bilan to'yingan va bor xona harorati. Suv qizdirilganda, unda erigan gaz idishning pastki va devorlariga chiqariladi va havo pufakchalarini hosil qiladi. Ular qaynab ketishdan ancha oldin paydo bo'la boshlaydi. Suv bu pufakchalarga bug'lanadi. Bug 'bilan to'ldirilgan qabariq etarlicha yuqori haroratda puflana boshlaydi.

Muayyan o'lchamga etib, u pastdan uzilib, suv yuzasiga ko'tariladi va yorilib ketadi. Bunday holda, bug 'suyuqlikni tark etadi. Agar suv etarli darajada isitilmasa, u holda sovuq qatlamlarga ko'tarilgan bug 'pufakchasi qulab tushadi. Olingan suv tebranishlari suvning butun hajmida juda ko'p miqdordagi kichik havo pufakchalari paydo bo'lishiga olib keladi: "oq kalit".

Ko'tarish kuchi idishning pastki qismidagi havo pufakchasiga ta'sir qiladi:
Fpod \u003d Farchimede - Fgravity
Pufak pastga bosiladi, chunki bosim kuchlari pastki yuzaga ta'sir qilmaydi. Isitilganda, qabariq ichiga gaz chiqishi tufayli kengayadi va ko'tarish kuchi bosimdan bir oz kattaroq bo'lganda, pastki qismdan ajralib chiqadi. Pastki qismdan uzilishi mumkin bo'lgan pufakning kattaligi uning shakliga bog'liq. Pastki qismdagi pufakchalarning shakli idish tubining namlanishi bilan belgilanadi.

Namlashning bir xilligi va pastki qismida pufakchalarning birlashishi ularning hajmining oshishiga olib keldi. Da katta o'lchamlar Uning orqasida qabariq ko'tarilganda, bo'shliqlar, bo'shliqlar va burmalar hosil bo'ladi.

Pufak yorilib ketganda, uni o'rab turgan barcha suyuqlik ichkariga kiradi va halqasimon to'lqin paydo bo'ladi. Yopib, u suv ustunini tashlaydi.

Portlash pufakchalari suyuqlikda qulab tushganda, eshitiladigan shovqin bilan birga ultratovush chastotalarining zarba to'lqinlari tarqaladi. Qaynatishning dastlabki bosqichlari eng shovqinli va bilan tavsiflanadi baland tovushlar(sahnada" oq kalit"choynak" kuylaydi ").

(manba: virlib.eunnet.net)

SUVNING AGREGAT HOLATLARINING HARORAT GRAFATI

KITOB javoniga qarang!

QIZIQ

Nima uchun choynak qopqog'ida teshik bor?
Bug'ni chiqarish uchun. Qopqoqda teshik bo'lmasa, bug 'choynakning trubkasi ustidan suv oqib chiqishi mumkin.
___

Kartoshkani qaynatish paytidan boshlab pishirish muddati isitgichning kuchiga bog'liq emas. Davomiyligi mahsulotning qaynash nuqtasida turish vaqti bilan belgilanadi.
Isitgichning kuchi qaynash nuqtasiga ta'sir qilmaydi, faqat suvning bug'lanish tezligiga ta'sir qiladi.

Qaynatish suvning muzlashiga olib kelishi mumkin. Buning uchun suv joylashgan idishdan havo va suv bug'ini chiqarib tashlash kerak, shunda suv doimo qaynaydi.

"Kastryulkalar chetidan osongina qaynaydi - yomon ob-havoga!"
Ob-havoning yomonlashishi bilan birga keladigan atmosfera bosimining pasayishi sutning tezroq "qochib ketishi" sababidir.
___

Havo bosimi Yer yuzasiga qaraganda ancha yuqori bo'lgan chuqur shaxtalarning tubida juda issiq qaynoq suvni olish mumkin. Shunday qilib, 300 m chuqurlikda suv 101 ° C da qaynaydi. 14 atmosfera havo bosimi bilan suv 200 ° C da qaynaydi.
Havo nasosining qo'ng'irog'i ostida siz 20 ° C da "qaynoq suv" olishingiz mumkin.
Marsda biz 45 C da "qaynoq suv" ichamiz.
Tuzli suv 100 ° C dan yuqori qaynaydi. ___

Tog'li hududlarda sezilarli balandlikda, pasaytirilgan atmosfera bosimi ostida suv 100 ° C dan past haroratlarda qaynaydi.

Bunday taomni pishirishni kutish ko'proq vaqt talab etadi.

Uni sovuq quying ... va u qaynatiladi!

Odatda, suv 100 daraja Selsiyda qaynaydi. Gorelkadagi kolbadagi suvni qaynaguncha qizdiring. Keling, pechni o'chiraylik. Suv qaynashni to'xtatadi. Biz kolbani tiqin bilan yopamiz va tiqinga ehtiyotkorlik bilan sovuq suv quya boshlaymiz. Bu nima? Suv yana qaynayapti!

..............................

jet ostida sovuq suv kolbadagi bir oz suv va u bilan suv bug'i sovib keta boshlaydi.
Bug 'hajmi kamayadi va suv yuzasi ustidagi bosim o'zgaradi ...
Nima deb o'ylaysiz, qaysi yo'nalishda?
...Kamaytirilgan bosimdagi suvning qaynash nuqtasi 100 darajadan past bo'ladi va kolbadagi suv yana qaynaydi!
____

Pishirish paytida qozon ichidagi bosim - "bosimli pishirgich" - taxminan 200 kPa ni tashkil qiladi va bunday idishdagi sho'rva ancha tez pishiriladi.

Siz shpritsga taxminan yarmigacha suv olishingiz mumkin, uni bir xil mantar bilan yoping va pistonni keskin torting. Suvda ko'plab pufakchalar paydo bo'ladi, bu suvni qaynatish jarayoni boshlanganligini ko'rsatadi (va bu xona haroratida!).
___

Bir modda gazsimon holatga o'tganda uning zichligi taxminan 1000 marta kamayadi.
___

Birinchi elektr choynaklarning tagida isitgichlar bor edi. Suv isitgich bilan aloqa qilmadi va juda uzoq vaqt qaynadi. 1923 yilda Artur Large kashfiyot qildi: u isitgichni maxsus joyga qo'ydi mis quvur va choynak ichiga joylashtirdi. Suv tezda qaynadi.

AQShda alkogolsiz ichimliklar uchun o'z-o'zidan sovutadigan qutilar ishlab chiqilgan. Kavanozda past qaynaydigan suyuqlik bo'lgan bo'linma o'rnatilgan. Agar siz issiq kunda kapsulani maydalab qo'ysangiz, suyuqlik idish ichidagi issiqlikni olib, tez qaynay boshlaydi va 90 soniya ichida ichimlikning harorati 20-25 darajaga tushadi.

NEGA?

Sizningcha, agar suv 100 darajadan past haroratda qaynasa, tuxumni qattiq qaynatish mumkinmi?
____

Qaynayotgan suvning boshqa qozonida suzib yurgan qozonda suv qaynaydimi?
Nega? ___

Suvni isitmasdan qaynatish mumkinmi?

Bu bilim tezda yo'qoladi va asta-sekin odamlar tanish hodisalarning mohiyatiga e'tibor berishni to'xtatadilar. Ba'zan nazariy bilimlarni esga olish foydali bo'ladi.

Ta'rif

Qaynatish nima? Bu suyuqlikning erkin yuzasida ham, uning tuzilishi ichida ham kuchli bug'lanish sodir bo'ladigan jismoniy jarayon. Qaynatish belgilaridan biri to'yingan bug 'va havodan iborat pufakchalarning paydo bo'lishidir.

Qaynoq nuqtasi kabi narsaning mavjudligini ta'kidlash kerak. Bug 'hosil bo'lish tezligi ham bosimga bog'liq. Bu doimiy bo'lishi kerak. Qoida tariqasida, suyuqlikning asosiy xarakteristikasi kimyoviy moddalar normal atmosfera bosimida qaynash nuqtasidir. Biroq, bu jarayonga intensivlik kabi omillar ham ta'sir qilishi mumkin tovush to'lqinlari, havo ionlanishi.

Suvning qaynash bosqichlari

Bug ', albatta, isitish kabi protsedura paytida shakllana boshlaydi. Qaynatish suyuqlikning 4 bosqichdan o'tishini o'z ichiga oladi:

Idishning pastki qismida, shuningdek, uning devorlarida kichik pufakchalar shakllana boshlaydi. Bu yuqori harorat ta'sirida kengayadigan idish ishlab chiqarilgan materialning yoriqlarida havo mavjudligining natijasidir.
Pufakchalar hajmi kattalasha boshlaydi, buning natijasida ular suv yuzasiga chiqib ketadi. Agar yuqori qatlam suyuqlik hali qaynash nuqtasiga etib bormagan, bo'shliqlar pastga cho'kadi, shundan keyin ular yana ko'tarila boshlaydi. Bu jarayon tovush to'lqinlarining paydo bo'lishiga olib keladi. Shuning uchun suv qaynayotganda shovqinni eshitishimiz mumkin.
Er yuzasiga suzadi eng katta raqam pufakchalar, bu taassurot qoldiradi Shundan so'ng, suyuqlik oqarib ketadi. hisobga olgan holda vizual effekt, qaynatishning bu bosqichi "oq kalit" deb ataladi.
Kuchli qaynash bor, bu tez yorilib ketadigan katta pufakchalar paydo bo'lishi bilan birga keladi. Bu jarayon chayqalishlar paydo bo'lishi, shuningdek, bug'ning intensiv shakllanishi bilan birga keladi.

Bug'lanishning o'ziga xos issiqligi

Deyarli har kuni biz qaynash kabi hodisaga duch kelamiz. Bug'lanishning o'ziga xos issiqligi issiqlik miqdorini aniqlaydigan jismoniy miqdordir. Uning yordami bilan suyuq modda parga aylantirilishi mumkin. Ushbu parametrni hisoblash uchun siz bug'lanish issiqligini massaga bo'lishingiz kerak.

O'lchov qanday

Maxsus ko'rsatkich laboratoriyada tegishli tajribalar o'tkazish orqali o'lchanadi. Ularga quyidagilar kiradi:

o'lchandi kerakli miqdor suyuqlik, keyin u kalorimetrga quyiladi;
suv haroratining dastlabki o'lchovi amalga oshiriladi;
yondirgichga sinov moddasi oldindan qo'yilgan kolba o'rnatiladi;
tekshirilayotgan moddadan chiqadigan bug 'kalorimetrga yuboriladi;
suv harorati qayta o'lchanadi;
kalorimetr tortiladi, bu esa kondensatsiyalangan bug'ning massasini hisoblash imkonini beradi.

pufakchani qaynatish rejimi

Qaynatish nima degan savol bilan shug'ullanadigan bo'lsak, uning bir nechta rejimlari borligini ta'kidlash kerak. Shunday qilib, qizdirilganda, bug'lar pufakchalar shaklida paydo bo'lishi mumkin. Ular vaqti-vaqti bilan o'sib boradi va yorilib ketadi. Qaynatishning bu usuli qabariq deb ataladi. Odatda, bug 'bilan to'ldirilgan bo'shliqlar idishning devorlarida aniq hosil bo'ladi. Bu, odatda, ular haddan tashqari qizib ketganligi bilan bog'liq. Bu zarur shart qaynatish uchun, chunki aks holda pufakchalar katta o'lchamlarga etib bormay, qulab tushadi.

Filmni qaynatish rejimi

Qaynatish nima? Bu jarayonni tushuntirishning eng oson usuli - ma'lum bir harorat va doimiy bosimdagi bug'lanishdir. Pufak rejimiga qo'shimcha ravishda, kino rejimi ham ajralib turadi. Uning mohiyati shundan iboratki, mustahkamlashda issiqlik oqimi alohida pufakchalar birlashib, idishning devorlarida bug 'qatlamini hosil qiladi. Kritik ko'rsatkichga erishilganda, ular suv yuzasiga o'tadi. Qaynatishning bu rejimi idish devorlaridan suyuqlikning o'ziga issiqlik o'tkazish darajasi sezilarli darajada kamayishi bilan farq qiladi. Buning sababi bir xil bug 'plyonkasi.

Qaynatish harorati

Shuni ta'kidlash kerakki, qaynash nuqtasining qizdirilgan suyuqlik yuzasiga ta'sir qiladigan bosimga bog'liqligi mavjud. Shunday qilib, 100 daraja Selsiyga qizdirilganda suv qaynab ketishi odatda qabul qilinadi. Shunga qaramay, bu ko'rsatkich faqat atmosfera bosimi ko'rsatkichi normal (101 kPa) deb hisoblansa, adolatli deb hisoblanishi mumkin. Agar u oshsa, qaynash nuqtasi ham yuqoriga qarab o'zgaradi. Shunday qilib, masalan, mashhur bosimli pishirgichlarda bosim taxminan 200 kPa ni tashkil qiladi. Shunday qilib, qaynash nuqtasi 20 punktga (20 gradusgacha) ko'tariladi.

Tog'li hududlarni past atmosfera bosimiga misol qilish mumkin. Shunday qilib, u erda juda kichik ekanligini hisobga olsak, suv taxminan 90 daraja haroratda qaynay boshlaydi. Bunday hududlarning aholisi ovqat tayyorlashga ko'proq vaqt sarflashlari kerak. Shunday qilib, masalan, tuxumni qaynatish uchun siz suvni kamida 100 daraja isitishingiz kerak bo'ladi, aks holda oqsil siqilmaydi.

Moddaning qaynash nuqtasi to'yingan bug' bosimiga bog'liq. Uning haroratga ta'siri teskari proportsionaldir. Misol uchun, simob 357 daraja Selsiyga qizdirilganda qaynaydi. Buni to'yingan bug 'bosimi atigi 114 Pa (suv uchun bu ko'rsatkich 101,325 Pa) ekanligi bilan izohlash mumkin.

Turli sharoitlarda qaynatish

Suyuqlikning shartlari va holatiga qarab, qaynash nuqtasi sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Misol uchun, suyuqlikka tuz qo'shishga arziydi. Xlor va natriy ionlari suv molekulalari orasida joylashgan. Shunday qilib, qaynatish ko'proq energiya va shunga mos ravishda vaqtni talab qiladi. Bundan tashqari, bunday suv juda kam bug' hosil qiladi.

Choynak suvni qaynatish uchun ishlatiladi yashash sharoitlari. Agar toza suyuqlik ishlatilsa, unda bu jarayonning harorati standart 100 daraja. Xuddi shunday sharoitda distillangan suv qaynaydi. Biroq, agar siz begona aralashmalarning yo'qligini hisobga olsangiz, biroz kamroq vaqt talab etiladi.

Qaynatish va bug'lanish o'rtasidagi farq nima

Suv qaynayotganda atmosferaga bug 'chiqadi. Ammo bu ikki jarayonni aniqlab bo'lmaydi. Ular faqat bug'lanish usullari bo'lib, ular ma'lum sharoitlarda sodir bo'ladi. Shunday qilib, qaynatish birinchi tur. Bu jarayon bug 'cho'ntaklari hosil bo'lishidan ko'ra kuchliroqdir. Shuni ham ta'kidlash kerakki, bug'lanish jarayoni faqat suv yuzasida sodir bo'ladi. Qaynatish suyuqlikning butun hajmiga tegishli.

Bug'lanish nimaga bog'liq?

Bug'lanish - bu suyuqlik yoki qattiq moddalarni gazsimon holatga aylantirish jarayoni. Atomlar va molekulalarning "uchishi" sodir bo'ladi, ularning qolgan zarrachalar bilan aloqasi ma'lum sharoitlar ta'sirida zaiflashadi. Bug'lanish tezligi quyidagi omillar ta'sirida o'zgarishi mumkin:

suyuqlik yuzasi maydoni;
moddaning o'zi, shuningdek, atrof-muhit harorati;
molekulalarning harakat tezligi;
moddaning turi.

Qaynayotgan suvning energiyasi inson tomonidan kundalik hayotda keng qo'llaniladi. Bu jarayon shunchalik odatiy va tanish bo'lib qoldiki, uning tabiati va xususiyatlari haqida hech kim o'ylamaydi. Shunga qaramay, bir qator qiziqarli faktlar qaynatish bilan bog'liq:

Ehtimol, hamma choynakning qopqog'ida teshik borligini payqadi, ammo uning maqsadi haqida kam odam o'ylaydi. Bu bug'ni qisman chiqarish uchun amalga oshiriladi. Aks holda, truba orqali suv oqib chiqishi mumkin.
Kartoshka, tuxum va boshqa oziq-ovqat mahsulotlarini tayyorlash vaqti isitgichning qanchalik kuchli ekanligiga bog'liq emas. Muhimi, ular qancha vaqt qaynoq suv ta'sirida bo'lganligidir.
Issiqlik moslamasining kuchi qaynoq nuqtasi kabi ko'rsatkichga ta'sir qilmaydi. Bu faqat suyuqlikning bug'lanish tezligiga ta'sir qilishi mumkin.
Qaynatish faqat suvni isitish bilan bog'liq emas. Bu jarayon suyuqlikning muzlashiga ham olib kelishi mumkin. Shunday qilib, qaynatish jarayonida idishdan havoni doimiy ravishda chiqarib tashlash kerak.
Eng biri haqiqiy muammolar uy bekalari uchun sut "qochib ketishi" mumkin. Shunday qilib, atmosfera bosimining pasayishi bilan birga keladigan ob-havoning yomonlashuvi paytida ushbu hodisaning xavfi sezilarli darajada oshadi.
Eng issiq qaynoq suv chuqur er osti konlarida olinadi.
yo'l eksperimental tadqiqotlar Olimlar Marsdagi suv 45 daraja Selsiyda qaynashini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi.

Xona haroratida suv qaynashi mumkinmi?

Oddiy hisob-kitoblar orqali olimlar suvning stratosfera darajasida qaynashi mumkinligini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi. Shu kabi shartlar yordamida qayta yaratilishi mumkin vakuum pompasi. Shunga qaramay, shunga o'xshash tajriba oddiyroq, oddiyroq sharoitlarda amalga oshirilishi mumkin.

200 ml suvni litrli kolbada qaynatib oling va idish bug 'bilan to'ldirilganda, uni mahkam yoping va issiqdan olib tashlang. Uni kristalizator ustiga qo'ygandan so'ng, qaynatish jarayoni tugashini kutishingiz kerak. Keyinchalik, kolba quyiladi sovuq suv. Shundan so'ng, konteynerda yana intensiv qaynatish boshlanadi. Buning sababi past harorat ta'sirida kolbaning yuqori qismidagi bug'ning pastga tushishi bilan bog'liq.

Qaynatilgan oshning harorati qanday ekanligini bilasizmi? 100 ˚S. Ko'p emas, kam emas. Xuddi shu haroratda choynak qaynatiladi va makaron qaynatiladi. Bu nimani anglatadi?

Kostryulka yoki choynak doimiy ravishda yonayotgan gaz bilan qizdirilganda, nima uchun ichidagi suvning harorati yuz darajadan oshmaydi? Haqiqat shundaki, suv yuz daraja haroratga yetganda, barcha kiruvchi issiqlik energiyasi suvning gazsimon holatga o'tishiga, ya'ni bug'lanishiga sarflanadi. Yuz darajaga qadar bug'lanish asosan sirtdan sodir bo'ladi va bu haroratga yetganda, suv qaynaydi. Qaynatish ham bug'lanishdir, lekin faqat suyuqlikning butun hajmida. Suv ichida issiq bug 'pufakchalari hosil bo'ladi va suvdan engilroq bo'lgan bu pufakchalar sirtga chiqadi va ulardan bug' havoga chiqadi.

Yuz darajagacha, suvning harorati qizdirilganda ko'tariladi. Yuz darajadan so'ng, keyingi isitish bilan suv bug'ining harorati oshadi. Ammo butun suv yuz daraja qaynab ketguncha, qancha energiya sarflamang, uning harorati ko'tarilmaydi. Biz allaqachon bu energiya qaerga ketishini aniqladik - suvning gaz holatiga o'tishi. Ammo agar bunday hodisa mavjud bo'lsa, unda bo'lishi kerak bu hodisani tavsiflash. jismoniy miqdor. Va bunday qiymat mavjud. Bu bug'lanishning o'ziga xos issiqligi deb ataladi.

Suv bug'lanishining o'ziga xos issiqligi

Bug'lanishning o'ziga xos issiqligi - bu 1 kg suyuqlikni qaynash nuqtasida bug'ga aylantirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorini ko'rsatadigan jismoniy miqdor. Bug'lanishning o'ziga xos issiqligi L harfi bilan belgilanadi va o'lchov birligi kilogramm boshiga joule (1 J / kg).

Bug'lanishning o'ziga xos issiqligini quyidagi formuladan topish mumkin:

Bu erda Q - issiqlik miqdori,
m - tana vazni.

Aytgancha, formula eritishning o'ziga xos issiqligini hisoblash bilan bir xil, farq faqat belgilashda. l va L

Empirik tarzda turli moddalarning o'ziga xos bug'lanish issiqligining qiymatlari topildi va har bir modda uchun ma'lumotlarni topish mumkin bo'lgan jadvallar tuzildi. Shunday qilib, suvning bug'lanishning o'ziga xos issiqligi 2,3*106 J/kg. Bu shuni anglatadiki, har bir kilogramm suv uchun uni bug'ga aylantirish uchun 2,3 * 106 J ga teng energiya sarflanishi kerak. Lekin ayni paytda suv allaqachon qaynash nuqtasiga ega bo'lishi kerak. Agar suv dastlab pastroq haroratda bo'lsa, unda suvni yuz darajaga qadar isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorini hisoblash kerak.

Haqiqiy sharoitda ko'pincha talab qilinadigan issiqlik miqdorini aniqlash kerak suyuqlikning ma'lum bir massasini bug'ga aylantirish; shuning uchun ko'pincha quyidagi formula bilan shug'ullanish kerak: Q \u003d Lm va ma'lum bir modda uchun bug'lanishning o'ziga xos issiqligining qiymatlari tayyor jadvallardan olinadi.

Mavzu: Moddaning agregat holatlari

Dars: qaynatib oling. Bug'lanish va kondensatsiyalanishning solishtirma issiqligi

Keling, qaynatish jarayonini batafsil ko'rib chiqaylik. Ko'pchiligimiz qayta-qayta duch kelgan vaziyatni tasavvur qilaylik - bu ma'lum bir idishda, masalan, yirtqichlardan suvni isitish va qaynatishdir. Isitish jarayonida ma'lum miqdorda issiqlik suvga o'tadi, bu uning ichki energiyasining oshishiga va molekulyar harakat faolligining oshishiga olib keladi. Bu jarayon molekulyar harakat energiyasi qaynash uchun etarli bo'lgunga qadar ma'lum bir bosqichga qadar davom etadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, suyuqlikni issiqlik bilan ta'minlash intensivligi oshirilsa ham, qaynash jarayoni sodir bo'ladigan harorat o'zgarishsiz qoladi. Oddiy qilib aytganda, agar siz qaynatish jarayonida qozonga suv qo'shsangiz, bu idishdagi suvni isitadi, bu faqat qaynatishning intensivligini oshiradi va suyuqlikning haroratini oshirmaydi. Agar qaynash jarayoniga jiddiyroq kirsak, shuni ta'kidlash kerakki, suvda qaynash nuqtasidan haddan tashqari qizib ketishi mumkin bo'lgan joylar mavjud, ammo bunday qizib ketishning kattaligi, qoida tariqasida, bir yoki bir necha martadan oshmaydi. daraja va suyuqlikning umumiy hajmida ahamiyatsiz. Oddiy bosimdagi suvning qaynash nuqtasi 100 ° C dir.

Qaynish nuqtasining atrof-muhit bosimiga bog'liqligi bosimli pishirgich kabi mashhur oshxona asbobining ishlash printsipi uchun asosdir (2-rasm). Bu mahkam yopilgan qopqog'i bo'lgan idish bo'lib, uning ostida suvning bug'lanishi jarayonida bug 'bilan havo bosimi 2 atmosfera bosimiga etadi, bu esa undagi suvning qaynash nuqtasini ko'tarilishiga olib keladi. Shu sababli, undagi oziq-ovqat bo'lgan suv odatdagidan () yuqori haroratgacha qizish imkoniyatiga ega va pishirish jarayoni tezlashadi. Ushbu effekt tufayli qurilma o'z nomini oldi.

Guruch. 2. bosimli pishirgich ()

Atmosfera bosimining pasayishi bilan suyuqlikning qaynash nuqtasining pasayishi bilan bog'liq vaziyat ham hayotdan misolga ega, ammo ko'p odamlar uchun endi har kuni emas. Bu misol alpinistlarning tog'li hududlarda sayohatiga taalluqlidir. Ma'lum bo'lishicha, 3000-5000 m balandlikda joylashgan hududda atmosfera bosimining pasayishi tufayli suvning qaynash nuqtasi yanada pastroq qiymatlarga tushadi, bu esa piyoda pishirishda qiyinchiliklarga olib keladi, chunki samarali termal oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash Bu holda, odatdagi sharoitlarga qaraganda ancha uzoqroq vaqt talab etiladi. Taxminan 7000 m balandlikda suvning qaynash nuqtasiga etadi, bu esa bunday sharoitda ko'plab mahsulotlarni pishirishni imkonsiz qiladi.

Moddalarni ajratishning ba'zi texnologiyalari turli moddalarning qaynash nuqtalari har xil bo'lishiga asoslanadi. Masalan, ko'p tarkibiy qismlardan tashkil topgan murakkab suyuqlik bo'lgan yog'ning qizdirilishini ko'rib chiqsak, qaynatish jarayonida uni bir necha xil moddalarga bo'lish mumkin. Bunda kerosin, benzin, nafta va mazutning qaynash temperaturalari har xil bo’lganligi sababli ularni turli haroratlarda bug’lanish va kondensatsiyalanish yo’li bilan bir-biridan ajratish mumkin. Bu jarayon odatda fraksiyalash deb ataladi (3-rasm).

Guruch. 3 Yog'ni fraktsiyalarga ajratish ()

Har qanday jismoniy jarayon singari, qaynatish ham qandaydir raqamli qiymatdan foydalangan holda tavsiflanishi kerak, bunday qiymat bug'lanishning o'ziga xos issiqligi deb ataladi.

Ushbu miqdorning jismoniy ma'nosini tushunish uchun quyidagi misolni ko'rib chiqing: 1 kg suv oling va uni qaynash nuqtasiga keltiring, so'ngra bu suvni to'liq bug'lantirish uchun qancha issiqlik kerakligini o'lchang (issiqlik yo'qotishlari bundan mustasno) - bu qiymat suvning bug'lanishning solishtirma issiqligiga teng bo'lishi kerak. Boshqa modda uchun issiqlikning bu qiymati boshqacha bo'ladi va bu moddaning bug'lanishining o'ziga xos issiqligi bo'ladi.

Bug'lanishning o'ziga xos issiqligi metall ishlab chiqarishning zamonaviy texnologiyalarida juda muhim xususiyatga aylanadi. Ma'lum bo'lishicha, masalan, temirning erishi va bug'lanishi, so'ngra uning kondensatsiyasi va qotib qolishi paytida, dastlabki namunaga qaraganda yuqori quvvatni ta'minlaydigan strukturaga ega kristall panjara hosil bo'ladi.

Belgilanish: bug'lanish va kondensatsiyalanishning solishtirma issiqligi (ba'zan belgilanadi).

o'lchov birligi: .

Moddalarning o'ziga xos bug'lanish issiqligi laboratoriya sharoitida tajribalar bilan aniqlanadi va uning asosiy moddalar uchun qiymatlari tegishli jadvalda keltirilgan.

Modda