منزل، تصميم، إصلاح، ديكور. الفناء والحديقة. افعلها بنفسك

منزل، تصميم، إصلاح، ديكور. الفناء والحديقة. افعلها بنفسك

تبخر ضغط الماء. تبخر

حرق السوائل

يتميز احتراق السوائل بظاهرة اثنين مترابطة - التبخر واحترام خليط الهواء البخاري فوق سطح السوائل. وبالتالي، فإن احتراق السوائل مصحوبا ليس فقط من خلال تفاعل كيميائي (الأكسدة، وتحول إلى حرق الناري)، ولكن أيضا من الظواهر المادية (التبخر والتكوين فوق سطح خليط الزوج)، بدون أي الاحتراق مستحيل.

يسمى انتقال مادة من حالة سائلة في شكل البخار تبخير.هناك شكلان من هذه العملية: التبخر والغليان. تبخر - هذا انتقال سائل إلى أزواج من سطح حري في درجات حرارة أسفل نقطة الغليان للسائل (انظر الشكل 4.1). يحدث التبخر نتيجة الحركة الحرارية لجزيئات السوائل. تختلف سرعة حركة الجزيئات على نطاق واسع، تنحرف بشدة في كلا الاتجاهين من متوسط \u200b\u200bالقيمة. يتم سحب جزء من الجزيئات التي لها طاقة حركية كبيرة بما فيه الكفاية من الطبقة السطحية من السوائل في وسط الغاز (الهواء). تنفق الطاقة المفرطة للجزيئات المفقودة على التغلب على قوات التفاعل بين الجزيئات وتشغيل التوسع (الزيادة في الحجم) أثناء انتقال السوائل إلى البخار. غليان - هذا التبخر ليس فقط من السطح فحسب، ولكن أيضا من حجم السوائل من خلال تشكيل فقاعات البخار في جميع أنحاء وحدة التخزين وتخصيصها. يلاحظ التبخر في أي درجة حرارة السوائل. يحدث الغليان عند درجة حرارة فقط سيصل ضغط الزوج المشبع إلى قيمة ضغط خارجي (من الغلاف الجوي).

على حساب الحركة الأساسية في منطقة الغاز هناك عملية عكسية - تركيزوبعد إذا تم إغلاق وحدة التخزين فوق السائل أعلاه، في أي درجة حرارة للسائل، يتم إنشاء توازن ديناميكي بين عمليات التبخر والتكثيف.

يطلق على الأزواج، الواقع في توازن مع سائل، عبارة مشبعة. تتوافق ولاية التوازن مع تركيز الزوج المحدد لهذه درجة الحرارة. ضغط الزوجين في توازن مع السائل يسمى ضغط البخار المشبع.

تين. 4.1. مخطط تبخر السوائل في: أ) سفينة مفتوحة، ب) سفينة مغلقة

إن ضغط الزوج المشبع (R N.P.) من هذا السائل في درجة حرارة ثابتة هو حجم ثابت وغير متصل به. يتم تحديد حجم ضغط البخار المشبع بواسطة درجة حرارة السوائل: مع زيادة درجة الحرارة، يزيد ضغط الزوج المشبع. هذا يرجع إلى نمو الطاقة الحركية لجزيئات السوائل مع زيادة في درجة الحرارة. في الوقت نفسه، اتضح الكثير من الجزيئات المتزايدة أن يكون لديك طاقة كافية للذهاب إلى الاسمية.

وبالتالي، على السطح (المرآة) للسائل، يوجد دائما خليط بالبخار، والذي يتميز في حالة التوازن بضغوط بخار بخار مشبع أو تركيزها. مع زيادة درجة الحرارة المتزايدة، يزيد ضغط الأبخرة المشبعة وفقا لمعادلة Clayperon-Claziusa:


, (4.1)

أو في نموذج متكامل:

, (4.2)

حيث r n.p. - ضغط زوج مشبع، السلطة الفلسطينية؛

DN هي حرارة التبخر، ثم كمية الحرارة الضرورية للنقل إلى حالة البخار وحدة كتلة السائل، KJ / M؛

ر - درجة حرارة السوائل، ك.

يرتبط تركيز الزوج المشبع من السطح السفلي للسائل بضغوطه من خلال النسبة:

. (4.3)

من (4.1 و 4.2) يتبع ذلك مع زيادة درجة حرارة السوائل، يزيد ضغط البخار المشبع (أو تركيزها) بشكل كبير. فيما يتعلق بهذا، في بعض درجة الحرارة فوق سطح السائل، يتم إنشاء تركيز بخار يساوي حد التركيز السفلي لانتشار اللهب. تسمى هذه درجة الحرارة الحد الأدنى لدرجة الحرارة المنخفضة لانتشار اللهب (NTRP).

لذلك، لأي سائل، هناك دائما مثل مجموعة درجة الحرارة، حيث سيكون تركيز البخار المشبع فوق المرآة في مجال الإشعال، أي HKPRP £ J N £ BCPRP.

هل سبق لك أن تركت زجاجة ماء لبضع ساعات تحت شمس الحارقة واستمع إلى صوت "الهسهسة"، فتحه؟ سبب هذا الصوت بسبب ضغط البخار. في الكيمياء، فإن ضغط البخار هو الضغط الذي يصبحه بخار سائل، والذي يتبخر في وعاء مغلقة بشكل جذري. للعثور على ضغط البخار في درجة الحرارة هذه، استخدم معادلة ClaPairone Clauses :.

خطوات

باستخدام معادلة Klapairone Clausius

    سجل معادلة Klapairone Clausius، والتي يتم استخدامها لحساب ضغط الزوج عند التغييرات مع مرور الوقت. يمكن استخدام هذه الصيغة في معظم المشاكل المادية والكيميائية. المعادلة هي كما يلي: ln (p1 / p2) \u003d (δh vap / r) ((1 / t2) - (1 / t1))أين:

    تنشأ إلى قيم قيم القيم في معادلة التقييم. يتم إعطاء معظم المهام قيمتين في درجة الحرارة وقيمة الضغط أو قيم اثنين من الضغط وقيمة درجة الحرارة.

    • على سبيل المثال، في سفينة سائلة في درجة حرارة 295 ك، وضغط البخار الخاص به هو 1 جو (أجهزة الصراف الآلي 1). ابحث عن ضغط الأبخرة عند درجة حرارة 393 ك. هناك قيمتان درجتي الحرارة وقيمة الضغط، حتى تتمكن من العثور على قيمة ضغط أخرى باستخدام معادلة Klapairone-Clausius. استبدال هذه القيم في الصيغة، سوف تتلقى: ln (1 / p2) \u003d (vap / r) ((1/393) - (1/295)).
    • يرجى ملاحظة أنه في معادلة Klapairone-Clausius، يتم قياس درجة الحرارة دائما في Kelvin، والضغط في أي وحدات من القياس (ولكن يجب أن تكون هي نفسها ل P1 و P2).
  1. ثابت الثوابت. تحتوي معادلة Klapairone Clausius على ثوابتين: r و δh vap. ص دائما يساوي 8.314 J / (k × مول). تعتمد قيمة VAP (التبخر) على المادة، ضغط البخار الذي تحاول العثور عليه؛ يمكن العثور على هذا ثابت، كقاعدة عامة في الجدول في الكتب المدرسية في الكيمياء أو على المواقع (على سبيل المثال،).

    • في مثالنا، نفترض أن الماء في السفينة. δh VAP Water يساوي 40.65 KJ / MOL أو يساوي 40650 J / ML.
    • ثابت الثوابت في الصيغة والحصول على: LN (1 / P2) \u003d (40650/8314) (((1/393) - (1/295)).
  2. حدد المعادلة بمساعدة العمليات الجبرية.

    • في مثالنا، متغير غير معروف هو تحت علامة اللوغاريتم الطبيعية (LN). للتخلص من اللوغاريتم الطبيعي، أدر جانبي المعادلة إلى درجة الثابت الرياضي "E". بعبارات أخرى، ln (x) \u003d 2 → e ln (x) \u003d e 2 → x \u003d e 2.
    • حدد الآن المعادلة:
    • ln (1 / p2) \u003d (40650 / 8،314) ((0/393) - (1/295))
    • lN (1 / P2) \u003d (4889.34) (- 0.00084)
    • (1 / p2) \u003d e (-4.107)
    • 1 / p2 \u003d 0.0165
    • P2 \u003d 0.0165 -1 \u003d 60.76 صراف آلي. من المنطقي، نظرا لأن الزيادة في درجة الحرارة في وعاء مغلقة من قبل 100 درجة ستؤدي إلى زيادة في التبخير، والتي ستزيد بشكل كبير من ضغط البخار بشكل كبير.

    حساب ضغط البخار في الحلول

    1. اكتب قانون راؤول. في الحياة الحقيقية، نادرا ما توجد السوائل النظيفة؛ في كثير من الأحيان نحن نتعامل مع الحلول. يتم الحصول على الحل عن طريق إضافة كمية صغيرة من مادة كيميائية معينة، وتسمى "مادة المذابة"، إلى عدد أكبر من المواد الكيميائية الأخرى المسماة "المذيبات". في حالات الحلول، استخدم قانون راؤول:، حيث:

      • P Solution - ضغط حل الحل.
      • P المذيبات - ضغط بخار المذيبات.
      • X المذيب هو نسبة مولي من المذيبات.
      • إذا كنت لا تعرف ما هو "سهم الخلد"، اقرأ.
    2. تحديد المادة التي ستكون مذيب، وأي مادة ذائفة. أذكر أن المادة المذابة هي مادة مذابة في المذيبات، والمذيبات هي مادة تذوب المادة المذابة.

      ابحث عن درجة حرارة الحل، حيث سيؤثر على ضغط زوجها. كلما ارتفعت درجة الحرارة، كلما ارتفع ضغط البخار، منذ تكوين البخار مع زيادة درجة الحرارة.

      • في مثالنا، يفترض أن درجة حرارة الشراب 298 ك (حوالي 25 درجة مئوية).
    3. العثور على ضغط بخار المذيبات. في الكتب المرجعية في الكيمياء، يتم إعطاء ضغط بخار العديد من المواد الكيميائية المشتركة، ولكن، كقاعدة عامة، يتم تقديم هذه القيم في درجات حرارة المواد عند 25 درجة مئوية / 298 إلى أو في درجات حرارة الغليان. إذا كان لديك مثل هذه الدرجات في المهمة، فاستخدم القيم من الكتب المرجعية؛ خلاف ذلك، تحتاج إلى حساب ضغط الأبخرة في درجة حرارة هذه درجة حرارة المادة.

      العثور على نسبة المولي من المذيبات. للقيام بذلك، ابحث عن نسبة عدد عدد المواد للمجوهرات إلى إجمالي عدد الشامات لجميع المواد المتوفرة في الحل. بمعنى آخر، فإن النسبة المولي من كل مادة تساوي (عدد مولاات المادة) / (إجمالي عدد الشامات من جميع المواد).

    4. الآن استبدل البيانات والقيم الموجودة في معادلة الراؤول، والتي هي في بداية هذا القسم ( P Solution \u003d P المذيبات X المذيبات).

      • في مثالنا:
      • P Solution \u003d (23.8 مم زئبق. الفن.) (0،947)
      • p solution \u003d 22.54 ملم الزئبق. فن. من المنطقي، نظرا لأن كمية صغيرة من السكر قد تم حلها بكمية كبيرة من الماء (إذا تم قياسها في الشامات؛ في لتر، فإن عددهم هو نفسه)، وبالتالي فإن ضغط البخار سوف ينخفض \u200b\u200bقليلا.

    حساب ضغط البخار في حالات خاصة

    1. تعريف الظروف القياسية. غالبا ما يتم استخدام قيم درجة الحرارة والضغط في الكيمياء كنوع من القيم الافتراضية. وتسمى هذه القيم درجات الحرارة القياسية والضغط (أو الظروف القياسية). في مهام ضغط البخار، غالبا ما يتم ذكر الظروف القياسية، لذلك من الأفضل تذكر القيم القياسية:

      • درجة الحرارة: 273.15 ك / 0˚c / 32 و
      • الضغط: 760 مم HG / 1 ATM. / 101،325 KPA
    2. أعد كتابة معادلة Clausius Klapairone حتى للعثور على متغيرات أخرى. أظهر القسم الأول من هذه المقالة كيفية حساب ضغط البخار من المواد النظيفة. ومع ذلك، ليست كل المهام مطلوبة للعثور على ضغط P1 أو P2؛ تحتاج العديد من المهام لحساب درجة حرارة أو قيمة VAP. في مثل هذه الحالات، أعد كتابة معادلة Klapairone-Clausius، مما يجعل القيمة غير المعروفة على جانب واحد من المعادلة.

      • على سبيل المثال، يتم إعطاء سائل غير معروف، ضغط الزوج الذي يبلغ 25 تور عند 273 ك و 150 تور عند 325 ك. من الضروري العثور على نخري هذا السائل (أي VAP). حل هذه المشكلة:
      • ln (p1 / p2) \u003d (δh vap / r) ((1 / t2) - (1 / t1))
      • (ln (p1 / p2)) / ((1 / t2) - (1 / t1)) \u003d (δh vap / r)
      • r × (ln (p1 / p2)) / ((1 / t2) - (1 / t1)) \u003d δh vap الآن تنفد لك القيم:
      • 8،314 J / (K × Mol) × (-1،79) / (- 0.00059) \u003d δh vap
      • 8،314 J / (K × Mol) × 3033،90 \u003d δH VAP \u003d 25223،83 J / مول
    3. مع الأخذ في الاعتبار ضغط زوج المادة المذابة. في مثالنا، من القسم الثاني من هذه المقالة، لا يتبخر مادة الذائب - السكر - ولكن إذا كانت المادة المذابة تنتج أزواج (تبخرت)، فيجب النظر في ضغط مثل هذا الزوج. للقيام بذلك، استخدم الأنواع المعدلة من معادلة الراؤول: P Solution \u003d σ (P مادة X المادة)، حيث يعني رمز σ (Sigma) أنه من الضروري إضافة قيم ضغوط البخار للجميع المواد التي يتكون الحل منها.

      • على سبيل المثال، النظر في حل يتكون من مادة كيميائية: البنزين والتولوين. الحل الكامل من 120 ملليلتر (مل)؛ 60 مل من البنزين و 60 مل من Toluene. درجة حرارة الحل 25 درجة مئوية، وضغط البخار عند 25 درجة مئوية هو 95.1 مم زئبق. لبنزين و 28.4 مم HG.ST. للتولوين. من الضروري حساب ضغط بخار الحل. يمكننا أن نفعل ذلك بمساعدة كثافات المواد، جماهيرها الجزيئية وقيم ضغط البخار:
      • الكتلة (البنزين): 60 مل \u003d 0.06 لتر × 876،50 كجم / 1000 لتر \u003d 0.053 كجم \u003d 53 جم
      • الكتلة (التولوين): 0.06 لتر × 866.90 كجم / 1000 لتر \u003d 0.052 كجم \u003d 52 جم
      • الخلد (البنزين): 53 غرام × 1 مول / 78.11 غرام \u003d 0،679 مول
      • الخلد (التولوين): 52 غرام × 1 مول / 92.14 غرام \u003d 0.564 مول
      • إجمالي عدد الشامات: 0،679 + 0.564 \u003d 1،243
      • حصة Moled (البنزين): 0.679 / 1،243 \u003d 0.546
      • Moled Share (Toluene): 0.564 / 1،243 \u003d 0.454
      • الحل: p solution \u003d p benzene x benzene + p toluene x toluene
      • P Solution \u003d (95.1 مم زئبق. فن.) (0.546) + (28.4 مم زئبق الفن) (0،454)
      • P Solution \u003d 51.92 مم زئبق. فن. + 12.89 مم RT. فن. \u003d. 64.81 مم RT. فن.
    • لاستخدام معادلة Clausius Clauseer، يجب تحديد درجة الحرارة في درجات Kelvin (الإشارة إلى). إذا كان لديك درجة حرارة مئوية، فمن الضروري تحويلها باستخدام الصيغة التالية: t k \u003d 273 + t c
    • الطريقة الموصوفة أعلاه تعمل، لأن الطاقة تتناسب مباشرة مع كمية الحرارة. درجة حرارة السوائل هي العامل البيئي الوحيد الذي يعتمد فيه ضغط الأبخرة.

تبخر

التبخر على القدح من الشاي

تبخر - عملية انتقال مادة من دولة سائلة إلى غازي، تحدث على سطح مادة (أزواج). عملية التبخر هي عملية عكسية التكثيف (انتقال من دولة بخار إلى سائلة). التبخر (التبخير)، وانتقال مادة من المرحلة المكثفة (الصلبة أو السائلة) إلى غازي (أزواج)؛ مرحلة الانتقال من النوع الأول.

هناك مفهوم أكثر إثضاء للتبخر في الفيزياء العليا.

تبخر - هذه عملية تسافر فيه الجزيئات (الجزيئات، الذرات) من سطح الجسم السائل أو الصلب، والي K\u003e E P.

الخصائص العامة

يطلق تبخر الصلب التسامي (التسامي)، والتبخر في حجم السائل يغلي. عادة، تحت التبخر، تبخر على السطح الحر للسائل كنتيجة للحركة الحرارية لجزيئاتها عند درجة حرارة أسفل نقطة الغليان المقابلة لضغط وسط الغاز الموجود فوق السطح المحدد. في الوقت نفسه، يتم سحب الجزيئات ذات الطاقة الحركية الكبيرة بما فيه الكفاية من الطبقة السطحية للسوائل في وسط الغاز؛ ينعكس البعض منهم واستولت مع السائل، والباقي ضائع بشكل لا رجعة فيه.

التبخر - عملية خاصة، يتم امتصاص حرارة مرحلة الانتقال المرحلة - حرارة التبخر، التي تنفق على التغلب على قوات القابض الجزيئية في المرحلة السائلة وعمل التوسع عندما يتحول السائل إلى Steam. تشير الحرارة المحددة للتبخر إلى 1 الصلاة السائل (حرارة التبخر المولار، J / MOL) أو إلى وحدة كتلةها (حرارة الكتلة في التبخر، J / KG). يتم تحديد معدل التبخر الكثافة السطحية زوج من JP، اختراق وحدة من الوقت في مرحلة الغاز من وحدة السطح السائل [في مول / (SM 2) أو كجم / (SM 2)]. أعظم قيمة JP يتم تحقيقها في Vacuo. في ظل وجود وسط غاز كثيف نسبيا، يتباطأ التبخر بسبب حقيقة أن معدل إزالة جزيئات البخار من سطح السائل في وسط الغاز يصبح صغيرا مقارنة مع مركبة السرعة. في الوقت نفسه، يتم تشكيل سطح قسم الطور بواسطة طبقة من خليط غاز البخار، مشبع تقريبا بالبخار. الضغط الجزئي وتركيز البخار في هذه الطبقة أعلى مما كانت عليه في الجزء الأكبر من خليط غاز البخار.

تعتمد عملية التبخر على شدة الحركة الحرارية للجزيئات: أسرع الجزيء يتحرك، أسرع هناك تبخر. بالإضافة إلى ذلك، فإن العوامل المهمة التي تؤثر على عملية التبخر هي معدل الخارجي (فيما يتعلق بالمادة)، وكذلك خصائص المادة نفسها. ببساطة، مع الرياح، التبخر أسرع بكثير. بالنسبة لخصائص المادة، إذن، على سبيل المثال، يتبخر الكحول أسرع بكثير من الماء. عامل مهم هو أيضا مساحة سطح السائل الذي يحدث التبخر: من انخفاض ضيق، سيحدث أكثر ببطء أكثر من لوحة واسعة.

المستوى الجزيئي

النظر في هذه العملية على المستوى الجزيئي: الجزيئات ذات الطاقة الكافية (السرعة) للتغلب على جاذبية الجزيئات المجاورة، وقضاء حدود الجوهر (السائل). في الوقت نفسه، يفقد السوائل جزءا من طاقته (تبريد). على سبيل المثال، سائل ساخن للغاية: نفجر على سطحه لتبرد، بينما نسرع \u200b\u200bعملية التبخر.

توازن الديناميكا الحرارية

يفسر انتهاك التوازن الديناميكي الحراري بين السائل والبخار الموجود في خليط غاز البخار من خلال تقفز درجة الحرارة على حدود قسم المرحلة. ومع ذلك، عادة ما تكون هذه القفزة يمكن إهمالها وأخذها الضغط الجزئي وتركيز البخار في سطح المرحلة تتوافق مع قيمها للزوج المشبع الذي يحتوي على درجة حرارة سطح للسائل. إذا كان السائل والخليط على البخار لا يزال وتأثير الحمل الحراري المجاني ضئيلا، فإن إزالة البخار الذي تم تشكيله أثناء التبخر من سطح السوائل في وسط الغاز يرجع أساسا إلى الانتشار الجزيئي ومظهر السطح المنفصل لفصل الطور (ما يسمى) ستيبانوفسكي السطحي) تدفق خليط غاز البخار الموجه من سطح السائل إلى وسط الغاز (انظر الانتشار). توزيع درجات الحرارة في أوضاع مختلفة من التبريد التبخري للسائل. يتم توجيه تدفقات الحرارة: أ - من المرحلة السائلة إلى سطح التبخر في مرحلة الغاز؛ ب - من المرحلة السائلة فقط إلى سطح التبخر؛ في سطح التبخر من المرحلتين؛ G - إلى سطح التبخر فقط من مرحلة الغاز.

البارو، الانتشار الحراري

عادة ما لا تؤخذ آثار الانتشار الحراري في الحسابات الهندسية في الاعتبار، ولكن تأثير الانتشار الحراري يمكن أن يكون ضروريا في عدم تجانس عالية من خليط غاز البخار (مع وجود فرق كبير في الجماهير المولية من مكوناتها) و تدرجات درجة الحرارة الهامة. عند تحريك المرحلة الأولى أو كلا المرحلتين بالنسبة لسطح قسمهم، فإن دور التحويل الحراري للمادة ووجود طاقة خليط غاز البخار والزيادات السائلة.

في غياب توفير الطاقة لنظام الغاز السائل من الخارجي. يمكن توفير مصادر الحرارة التبخرية للطبقة السطحية من السوائل من المرحلتين أو كليهما. على النقيض من التدفق الناتج للمادة، دائما موجهة دائما أثناء التبخر من السوائل إلى وسط الغاز، قد يكون لتدفقات الحرارة مجالات مختلفة اعتمادا على نسبة درجة حرارة الكتلة الرئيسية من TG السائل، فإن حدود قسم المرحلة من TGR وبيئة الغاز TG. عند الاتصال بعدد معين من السوائل مع وحدة تخزين شبه لانهائية أو غسلها بتدفق وسط غاز ودرجة حرارة سائلة، أعلى من درجة حرارة الغاز (TG\u003e TGR\u003e TG)، حرارة الحرارة من يحدث جانب السوائل على سطح التقسيم المرحلة: (QU) Q: Q: Q: إجمالي، إنهاء - مقدار الحرارة المرسلة من سائل بيئة الغاز. في نفس الوقت، يتم تبريد السائل ( تسمى التبريد التبخري). إذا تم إيقاف المساواة في TGR \u003d TG، يتم إيقاف نقل الحرارة من السائل إلى الغاز (QUI \u003d 0) وجميع الحرارة التي يوفرها السائل إلى سطح القسم يتم إنفاقه على التبخر ( الكمية \u003d Q.).

في حالة وسيلة للغاز، غير مشبع بالبخار، والضغط الجزئي للأخير في سطح قسم الطور وعندما تستفسح \u003d س وتبقى أعلى من الجزء الأكبر من الغاز، ونتيجة لذلك التبخر و لا تتوقف التبريد التبخري للسائل ويصبح TGR أقل من TG و TG. في الوقت نفسه، يتم توفير الحرارة على سطح القسم من كل من المرحلتين حتى يتم تحقيق المساواة في TGR \u003d TG ويتم إيقاف حرارة الحرارة من جانب السوائل، ومن بيئة الغاز، يصبح مساويا ل Q وبعد يحدث تبخر السائل الإضافي عند درجة حرارة ثابتة TM \u003d TG \u003d TGR، والتي تسمى الحد من التبريد البحري أثناء تبريد أو درجة حرارة التبخير أو درجة حرارة ميزان الحرارة الرطب (لأنه يظهر مقياس الحرارة الرطب للحرارة النفسية). تعتمد قيمة TM على معلمات وسط غاز البخار وظروف الحرارة والنقل الشامل بين مراحل السائل والغاز.

إذا كان السائل والغاز متوسطة درجات حرارة مختلفةتقع في وحدة تخزين محدودة لا تتلقى الطاقة من الخارج ولا ترسلها للخارج، يحدث التبخر حتى هناك توازن ديناميكي حراري بين المرحلتين، حيث تعادل درجات الحرارة في المرحلتين مع النظام الذي لم يتغيره، و مرحلة الغاز مشبعة بالبخار في درجة حرارة النظام. Thad. يسمى الأخير درجة حرارة تشبع الغاز ADIABATIC، يتم تحديده فقط من خلال المعلمات الأولية لكل من المرحلتين ولا يعتمد على ظروف الحرارة والنقل الشامل.

معدل التبخر

معدل التبخر المتساوي الحرارة [كجم / (م 2 (ج)] مع انتشار بخار أحادي الاتجاه إلى طبقة ثابتة من خليط ثنائي البخار الغاز مع سمك د، يمكن العثور عليها وفقا لصالح ستيفن:، أين د معامل الانتشار المتبادل، [م 2 / من]؛ - ثابت الغاز، [j / (kg إلى)] أو [M 2 / (C 2 K)]؛ ر - درجة حرارة الخليط، [ك]؛ P - ضغط خليط غاز البخار، [السلطة الفلسطينية]؛ - ضغط بخار جزئي على سطح القسم وعلى الحدود الخارجية لطبقة الخليط، [PA].

بشكل عام، (تتحرك السائل والغاز، الظروف غير المثيرة) في المرحلة المتاخمة لسطح المرحلة، يرافق نقل النبض نقل الحرارة، وفي طبقة الحدود من الغاز (خليط غاز البخار)، تحدث الحرارة المترابطة والنقل الشامل. في الوقت نفسه، تستخدم المعاملات التجريبية للحرارة والنفايات الشامل لحساب السرعة، وفي حالات أبسط نسبيا - طرق تقريبية الحلول العددية نظم المعادلات التفاضلية لطبقات حدودية الحدود من الغازات والسائلة.

تعتمد شدة النقل الشامل أثناء التبخر على الفرق في الإمكانات الكيميائية للبخار في سطح القسم وفي الجزء الأكبر من خليط غاز البخار. ومع ذلك، إذا تم إهمال نشر البارو والحراري، فإن الفرق في الإمكانات الكيميائية يتم استبدال الفرق في الضغوط الجزئية أو تركيزات البخار وقبول: JP \u003d BP (RP، GR - RP، OSN) \u003d BPR (UP، GR - UP، OSN) أو JP \u003d BC (SP، GR-SP، OSN)، حيث BP، BC هو معامل النقل الشامل، P هو ضغط الخليط، RP هو ضغط جزئي للبخار، YP \u003d PP / P - تركيز المولي من VAPOR، SP \u003d RP / R هو تركيز ضخم من بخار، وكثافات البخار المحلي، RP، R - تعني المؤشرات: "GR" - على حدود قسم الطور، "OSN" - في OSN. مزيج MASSE. تكثيف تدفق الحرارة المعطى أثناء تبخر السائل [في J / (M2 C)]: Q \u003d العمر (TG - TGR) \u003d RJP + GG (TGR - TG)، حيث AG، AG - معامل نقل الحرارة السوائل والغاز، [ث / (م 2 ك)]؛ ص - تبخر الحرارة، [j / kg].

مع Radii الصغيرة للغاية، انحناء سطح التبخر (على سبيل المثال، عند تبخر قطرات صغيرة من السائل)، فإن تأثير التوتر السطحي للسائل يؤدي إلى حقيقة أن ضغط التوازن للبخار فوق سطح القسم فوق يؤخذ ضغط البخار المشبع لنفس السوائل فوق سطح مسطح في الاعتبار. إذا TGR ~ TZ، فإن الحرارة فقط والتبادل الشامل في مرحلة الغاز قد تؤخذ في الاعتبار عند حساب التبخر. مع شدة منخفضة نسبيا من النقل الشامل تقريبا، تشبيه بين عمليات الحرارة والنقل الشامل، والتي يتبع منها: NU / NU0 \u003d SH * / SH0، حيث NU \u003d G L / LG هو عدد Nusselt، L هو حجم مميزة لسطح التبخر، LG - مختلط معامل معامل الموصلية الحرارية، SH * \u003d BYYG، GRL / DP \u003d BCCG، GRL / D هو عدد شيروود لعنصر الانتشار في تدفق البخار، DP \u003d D / RPT الانتشار - الفعال، يشار إلى التدرج من الضغط الجزئي للبخار. يتم احتساب قيم BP و BC وفقا للعلاقات المذكورة أعلاه، تتوافق أرقام NU0 و SH0 مع JP: 0 ويمكن تحديدها وفقا للبيانات لعمليات نقل الحرارة بشكل منفصل ونقل الكتلة. تم العثور على عدد SH0 الإجمالي (الانتشار والعقد) من تدفق الزوج SH * على MOLAR (YG، GR) أو كتلة (SG، GR) تركيز الغاز على سطح القسم اعتمادا عليه القوة الدافعة نقل الكتلة معامل ب.

المعادلات

تشمل معادلات التشابه ل NU و SH * في التبخر إلى جانب المعايير التقليدية (أرقام رينولدز رينولدز، أرشيميديو AR، Prandtl PR أو SC SC و GEOM. المعلمات التي تأخذ في الاعتبار تأثير التدفق العرضي من البخار ودرجة عدم تجانس خليط غاز البخار (نسبة الكتلة المولية أو غاز مكوناتها) على الملامح والسرعة أو درجة الحرارة أو التركيزات في قسم طبقة الحدود.

في JP الصغيرة، والتي لا تزعج الوضع الهيدروبدي الهيدروديا بشكل كبير لحركة خليط غاز البخار (على سبيل المثال، أثناء تبخر المياه في الهواء في الغلاف الجوي) وتشابه ظروف الحدود لحقول درجة الحرارة والتركيزات، فإن تأثير الحجج الإضافية في معادلات التشابه ضئيلة ويمكن إهمالها، مع الأخذ NU \u003d SH. عند تبخر مخاليط متعدد الألوان، فإن هذه الانتظار معقدة للغاية. في هذه الحالة، فإن حرارة تبخر مكونات الخليط ومؤلفات مراحل السائل والغاز البخار، والتي هي من بين أنفسهم في التوازن، مختلفة وتعتمد على درجة الحرارة. عندما تبخرت مع خليط سائل ثنائي، فإن الخليط الناتج من الأبخرة في مكون أكثر ثراء نسبيا أكثر تقلبا نسبيا، باستثناء مخاليط الأوزروبي فقط، يتبخر في نقاط متطرف (الحد الأقصى أو الحد الأدنى) من منحنيات الدولة كائلين نظيفين.

تصاميم منبهات

الزيادات الإجمالية لزيادة السوائل المبخر بزيادة في سطح ملامسة المراحل السائلة والغاز، لذلك يحدث تصميم الأجهزة التي يحدث فيها التبخر، زيادة في سطح التبخر عن طريق إنشاء مرآة كبيرة من السائل ، سحقها على النفاثة والإقصابات أو تشكيل أفلام رقيقة تتدفق على طول سطح الفوهات. كما تحقق الزيادة في شدة الحرارة والنقل الشامل أثناء التبخر بزيادة معدل الغاز المتوسطة بالنسبة لسطح السائل. ومع ذلك، يجب ألا تؤدي الزيادة في هذه السرعة إلى السائل المفرط تحت وسيلة الغاز وزيادة كبيرة في المقاومة الهيدروليكية للجهاز.

طلب

يستخدم التبخر على نطاق واسع في الممارسات الصناعية لمواد التنظيف، مواد التجفيف، فصل الخلائط السائلة، تكييف الهواء. التبريد التبخيري يستخدم الماء في أنظمة إمدادات المياه الحالية للمؤسسات.

أنظر أيضا

المؤلفات

  • // موسوع القاموس بروكهاوس وإيفون: في 86 مجلدات (82 طن و 4 إضافات). - سان بطرسبرج. ، 1890-1907.
  • بيرمان L. D.، تبريد التبخير للمياه الدورة الدموية، 2 إد.، M.-L.، 1957؛
  • Fuchs N. A.، تبخر ونمو قطرات في المتوسط \u200b\u200bالغازي، M.، 1958؛
  • Berd R.، Stuart V.، Lightfoot E.، نقل الظواهر، عبر. من الإنجليزية، م.، 1974؛
  • بيرمان L. D. " اساس نظرى كيم. تكنولوجيز، 1974، T.8، رقم 6، ص. 811-22؛
  • Sherwood T.، Pigford R.، Willow، C.، النقل الشامل، حارة. من الإنجليزية، M.، 1982. L. D. Berman.

روابط


مؤسسة ويكيميديا. 2010.

المرادفات:

شاهد ما هو "التبخر" في القواميس الأخرى:

    الانتقال إلى VA من دولة إجمالية سائلة أو صلبة في غازية (أزواج). عادة تحت I. فهم انتقال السوائل إلى Steam، يحدث على السطح الحر للسائل. 1. دعا الجثث الصلبة. التسامي أو التسامي. اعتماد الضغط ... ... موسوعة مادية

    النشاط الذي يحدث على سطح سائل مجاني. التبخر من سطح الصلبة يسمى التسامي ... كبير الموسع القاموس

هناك علاقة مباشرة بين درجة الحرارة تشبع السوائل و اخرين ضغطوبعد كما لوحظ سابقا، فإن الزيادة في ضغط السوائل تثير درجة حرارة التشبع. على العكس من ذلك، فإن الحد من ضغط السائل يقلل من درجة حرارة التشبع.

النظر في سفينة مغلقة بالماء عند درجة حرارة 22.2 درجة مئوية. يتم تثبيت صمام خنق ومقياس الضغط واثنين من ميزان الحرارة لعنصر التحكم في العمليات على السفينة. ينظم الصمام الضغط في السفينة. يظهر مقياس الضغط الضغط في السفينة، ويقيس الحرارة الحرارة درجة حرارة البخار والمياه السائلة. الضغط الجوي في جميع أنحاء السفينة هو 101.3 KPA.

في سفينة يتم تشكيلها مكنسةوأغلق صمام. مع الضغط الداخلي في 68.9 KPA درجة حرارة تشبع المياه 89.6 درجة مئوية هذا يعني أن الغليان لن يحدث حتى يصل ضغط الزوج إلى 68.9 كيلو باسكال. مثل الحد الأقصى لضغط الفقرة في درجة حرارة السوائل تبلغ 22.2 درجة مئوية 2.7 كيلو بايت، لن تكون الغليان إذا كان السائل لا يبلغ كمية كبيرة من الطاقة.

بدلا من الغليان في ظل هذه الظروف، سيبدأ التبخر، لأن ضغط الزوج السائل أقل من الضغط الفقرة المشبعةالتي تعتمد على درجة حرارة الماء. لذلك ستستمر حتى يتم تشبع حجم الصوت فوق السائل المائي المشبعة. عند الوصول إلى حالة التوازن، ستكون درجة حرارة السوائل والبيئة هي نفسها، ستتوقف نقل الحرارة، وعدد جزيئات البخار مفصولة عن الماء والعودة إليه سيكون هو نفسه، وسيكون ضغط الزوج يساوي ضغط تشبع السوائل، مما يعتمد على درجة حرارته. عند الوصول إلى وضع التوازن، سيصل ضغط البخار إلى الحد الأقصى لقيمة 2.7 كيلو باسكال، وسيبقى حجم السائل ثابتا.

إذا تم الوصول إلى التوازن الأولي للتوازن، فافتح الصمام، فسيزداد الضغط في السفينة بسرعة إلى 101.3 كيلو باسكال. وبالتالي، فإن نقطة غليان المياه سوف تنمو ل 100 درجة مئويةوبعد نظرا لأن درجة حرارة الماء لا تزال 22.2 درجة مئوية، فإن ضغط المياه لا يزال 2.7 كيلو باسكال. يتناقص ضغط زوج الماء، لأن الزوج يخرج من السفينة من خلال الصمام، وتبدأ عملية التبخر مرة أخرى.

مع زيادة في نقل الحرارة للسفينة نتيجة احتراق الوقود، تبدأ درجة حرارة المياه في الارتفاع إلى 100 درجة مئوية. يؤدي زيادة درجة حرارة المياه إلى كمية أكبر من جزيئات البخار نتيجة لزيادة الطاقة الحركية، مما يزيد من ضغط البخار إلى 101.3 كيلو باسكال. زيادة ضغط الفقرة - هذا نتيجة لدرجة حرارة المياه السائلة. مع زيادة درجة حرارة السوائل، يرتفع ضغط الزوج المشبع أيضا. بمجرد وصول ضغط الزوج الضغط الجوي، يبدأ غليانوبعد مرتكز على الطاقة الكامنة عملية تغيير الدولة نتيجة للغليان يحدث في درجة حرارة ثابتة. سوف يغير الماء بقوة الدولة إلى غازية حتى تستقبل السفينة حرارة كافية.



عند فصل جزيئات البخار من سطح السائل والحركة في السفينة، تخسر بعض الجزيئات الطاقة الحركية نتيجة الاصطدامات والسقوط في السائل. بعض الجزيئات تخرج من السفينة من خلال صمام مفتوح وتبدد في الغلاف الجوي. في حين أن الصمام يصدر البخار، فإن ضغط الزوج والضغط في السفينة ستبقى 101.3 كيلو باسكال. في الوقت نفسه، ستبقى Steam Steam مشبعة، وستكون درجة حرارتها والضغط هي نفسها في السائل: 100 درجة مئوية في 101.3 KPA. كثافة البخار في درجة الحرارة والضغط من 0.596 كجم / م 3، وحجمها المحدد من كثافة الإرجاع هو 1.669 ملغ / كجم.

تبخر

تبخر - هذه عملية ديناميكية خفية ناتجة عن انتقال بطيء من الحرارة من البيئة. عملية تبخر تنتج تغييرات سريعة في حجم أو كتلة السائل. تبخر يأتي نتيجة امتصاص الجزيئات السائلة طاقة حرارية من البيئة بسبب اختلاف درجة حرارة صغيرة. هذه الزيادة في الطاقة تؤدي إلى زيادة الطاقة الحركية للسائل. عندما تنتقل الطاقة الحركية نتيجة التصادمات، تصل بعض الجزيئات بالقرب من السطح إلى سرعات أعلى بكثير من متوسط \u200b\u200bسرعة الجزيئات المجاورة. تحت تقريب بعض الجزيئات ذات طاقة عالية، فإنها تنتهك التواصل إلى سطح السوائل، والتغلب على قوة الجذب وتذهب إلى الجو كجزيئات بخارية.

تبخير يحدث التبخر إذا كان ضغط البخار فوق السائل أقل من ضغط التشبع، والذي يتوافق مع درجة حرارة السوائل. بمعنى آخر، يحدث التبخر عند خطوط الضغط ودرجة حرارة زوج السائل على خط درجة حرارة التشبع عند نقطة الضغط الجوي أدناه. هذه الشروط في خطوط درجة حرارة التشبع أسفل خط ضغط الزوج الأفقي، الذي يتوافق مع درجة حرارة السوائل.



حجم سائل التبخر ينقص باستمرار عند فصل الجزيئات من السطح وإدخالها في الغلاف الجوي المحيط. بعد الانفصال، تواجه بعض جزيئات الزوجين الآخرين في الغلاف الجوي، وإرسال جزء من الطاقة الحركية. عندما يقلل تخفيض الطاقة من سرعة جزيئات البخار أسفل مستوى الانفصال عن السائل، فإنها تسقط وبالتالي استعادة جزء من الحجم المفقود. عندما يكون عدد الجزيئات المنفصلة عن السائل يساوي عدد السقوط، ينشأ حالة التوازنوبعد بمجرد حدوث هذه الحالة، لا تزال حجم السوائل دون تغيير حتى لا تنتج التغييرات في ضغط البخار أو درجة الحرارة تغييرات مماثلة في شدة التبخر.

ضغط الفقرة

يمكن توضيح ضغط البخار في الهواء في الغلاف الجوي بوضوح من خلال التجربة التالية. إذا كانت قطرات متعددة من المياه التي تنبثق مع ماصة لمقياس الزئبق في الأسفل، بعد فترة، فإن مستوى الزئبق في بارومتر سوف ينخفض \u200b\u200bبسبب التعليم في Torrycelli Void بخار الماءوبعد هذا الأخير يخلق نفسه ضغط جزئي الرقم الهيدروجيني، يتصرف بالتساوي في جميع الاتجاهات، بما في ذلك على انخفاض في سطح الزئبق.

عند إجراء تجربة مماثلة في ظل ظروف مع درجة حرارة بخار PA أكبر في أنبوب بارومتر، فإن قيمة الزيادات P (يجب أن تكون هناك بعض الماء على سطح الزئبق). تظهر هذه التجارب زيادة ضغط الزوج المشبع بزيادة في درجة حرارتها. في درجة حرارة الزوج في أنبوب 100 درجة مئوية، يسقط مستوى الزئبق في مستوىها إلى مستوىها في كأس بارومتر، منذ ذلك الحين ضغط الفقرة سوف تكون متساوية الضغط الجويوبعد تدرس هذه الطريقة الاعتماد الوظيفي بين معلمات Steam المحددة.

يمكن التعبير عن ضغط الزوجين، مثل كل الغاز، في باسكال. عند إجراء القياسات والحسابات في تكنولوجيا الخياطة الحرجية جدولة ضغط البخار من قيمة الضغط الصفر. في بعض الأحيان يستغرق الأمر مفرطا مقابل الضغط Barometric للبدء في المرجع. الأول أكبر من 0.1 ميجا باسكال. على سبيل المثال، ستتوافق 0.6 ميجا باسكال مع 0.5 ميجا باسكال، تم حسابها على مقياس الضغط على غلاية البخار أو خطوط البخار.

درجة حرارة التشبع

يتم استدعاء درجة الحرارة التي يتحرك فيها السائل من المرحلة السائلة في غازي أو عكس، لصق درجة الحرارةوبعد السائل ل درجة حرارة التشبع يتصل السائل المشبع، والبخار عند درجة حرارة التشبع يسمى العبارة المشبعةوبعد لأية ظروف بيئية أو ضغط درجة حرارة التشبع - هذا هو الحد الأقصى لدرجة الحرارة التي تظل فيها المادة في المرحلة السائلة. كما أنه الحد الأدنى لدرجة الحرارة التي توجد بها المادة مثل البخار. درجة حرارة التشبع من السوائل المختلفة مختلفة ويعتمد على ضغط السائلوبعد مع ضغط قياسي في الغلاف الجوي، يتبخر الحديد عند حوالي 2454 درجة مئوية، والنحاس عند 2343 درجة مئوية، والرصاص - عند 1649 درجة مئوية، المياه - عند 100 درجة مئوية، والكحول - عند 76.7 درجة مئوية السوائل الأخرى تتبخر حصريا درجات الحرارة المنخفضةوبعد تتبخر الأمونيا في -33 درجة مئوية، والأكسجين - في -182 درجة مئوية، والهيليوم عند -269 درجة مئوية مع الضغط الجوي القياسي.

تبخر الشدة

حركة الغلاف الجوي أكثر من تبخر السوائل مرتبطة مباشرة ب شدة التبخروبعد إذا كانت سرعة الغلاف الجوي فوق سطح الزيادات، تبخر الشدة تنمو أيضا، لأن جزيئات الزوج لا تتراكم على سطح السائل. وبالتالي، لا يزال ضغط البخار فوق السائل أقل، مما يقلل من كمية الطاقة الحركية التي تتطلب جزيء للفصل عن السطح وبالتالي تزيد تبخر الشدةوبعد إذا وضعت مروحة مع سفينة مائية، فإن كثافة التبخر ستزداد، وسوف يتبخر السائل في وقت أقصر.

عامل آخر يؤثر على شدة التبخر سطح السطح السائلوهو مفتوح في الغلاف الجوي. مع زيادة في منطقة السطح، تزداد شدة التبخر، حيث يتم توزيع كتلة جزيئات البخار من قبل مربع كبيرالتي تقلل الضغط على السائل. تقليل ضغط الزوج يقلل من الرقم الطاقة الحركيةالجزيئات اللازمة للفصل عن سطح السوائل، مما يزيد من شدة التبخر. لذلك، إذا كان حجم الماء من السفينة، فإنه ينتقل إلى الزجاجة، وسيتم تقليل مساحة السطح للسائل بشكل كبير، وستحتاج إلى مزيد من الوقت تبخر الماء.

استخدام ظاهرة تبريد السوائل أثناء التبخر؛ اعتماد نقطة الغليان من الماء من الضغط.

عند التبخير، تتحرك المادة من حالة سائلة إلى غازية (أزواج). هناك نوعان من التبخير: التبخر والغليان.

تبخر - هذا عبارة عن تبخير يحدث من السطح الحر للسائل.

كيف التبخر؟ نحن نعلم أن جزيئات أي سائل في الحركة المستمرة وغير المنضولة، ويتحرك أحدهم بشكل أسرع، والبعض الآخر أبطأ. للطيران إليهم تتداخل مع قوة الجذب لبعضها البعض. ومع ذلك، إذا كان السطح السائل سيكون جزيء ذو طاقة حركية كبيرة بما فيه الكفاية، فسيكون قادرا على التغلب على قوى جاذبية الترابط وغادر من السائل. يحدث نفس الشيء مع جزيء سريع آخر، مع الثانية والثالثة، وما إلى ذلك، فإن هذه الجزيئات في الهواء الطلق، تشكل هذه الجزيئات سائلة زوج. تشكيل هذا الزوجين يتبخر.

نظرا لأن أسرع جزيئات، فإن الطاقة الحركية العادية للجزيئات المتبقية في السوائل في السوائل تصبح أقل وأقل في تبخر السائل. نتيجة ل انخفاض درجة حرارة السوائل التبخر: يتم تبريد السائل. لهذا السبب، على وجه الخصوص، يشعر رجل بالملابس الرطبة أكثر برودة من الجفاف (خاصة في مهب الريح).

في الوقت نفسه، يعرف الجميع أنه إذا قمت بتصب الماء في كأس وترك على الطاولة، فكل ذلك، على الرغم من التبخر، فلن يكون التبريد بشكل مستمر، وأصبح أكثر برودة حتى يتجمد. ما يمنع هذا؟ الجواب بسيط للغاية: تبادل حراري المياه مع الزجاج المحيط بالهواء الدافئ.

يكون سوائل التبريد أثناء التبخر أكثر وضوحا في الحالة عندما يحدث التبخر بسرعة كبيرة (وبالتالي فإن السائل ليس لديه وقت لاستعادة درجة حرارته بسبب نقل الحرارة مع البيئة). تبخرت سوائل التنظيف، والتي تكون فيها قوى الجذب بين الجميلة الصغيرة، مثل الأثير والكحول والبنزين. إذا قمت بإسقاط مثل هذا السائل على يدك، فسوف نشعر بالبرد. تبخير من سطح اليد، وسيتم تبريد مثل هذا السائل ويأخذ بعض الحرارة منه.



تستخدم التطبيقات السريعة على نطاق واسع في التكنولوجيا. على سبيل المثال، في تقنيات الفضاء، تغطي هذه المواد أجهزة النزول. عند المرور من خلال جو كوكب جهاز الجسم، نتيجة للاحتكاك مع ارتفاع درجات الحرارة، وتبدأ جوهرها في التبخر. بعد المبخر، فإنه يبرد المركبة الفضائية، مما يوفره إلى ارتفاع درجة الحرارة.

كما يتم استخدام مياه التبريد أثناء التبخر في الأجهزة التي تعمل على قياس رطوبة الهواء - المهولين (من "النفسية اليونانية" - الباردة). يتكون الحركة النفسية من اثنين من الحرارة. واحد منهم (جاف) يظهر درجة حرارة الهواء، والآخر (خزان ملزم من قبل الخليط، خفضت إلى الماء) - أكثر درجة حرارة منخفضةبسبب شدة التبخر من باتيستا الرطب. أرض الهواء، التي يتم قياس الرطوبة، أقوى التبخر، وبالتالي، أدنى قراءة ميزان الحرارة المبلل. والعكس صحيح، كلما ترطيب الهواء، فإن أقل بكثافة تبخرت، وبالتالي، خاصة درجة حرارة عالية يظهر هذا مقياس الحرارة. بناء على شهادة الحرارة الجافة والمترطبة باستخدام طاولة خاصة (نفسانية)، يتم تحديد الرطوبة، معبرا عنها كنسبة مئوية. أعظم الرطوبة هي 100٪ (مع مثل هذه الرطوبة من الهواء، يظهر الندى). بالنسبة لشخص ما، يعتبر الأكثر ملاءمة الرطوبة تتراوح بين 40 إلى 60٪.

بمساعدة تجارب بسيطة، من السهل إثبات أن معدل التبخر يزداد مع زيادة درجة حرارة السوائل، وكذلك مع مساحة متزايدة لسطحها الحر ووجود الرياح.

لماذا في وجود الرياح يتبخر السائل بشكل أسرع؟ الحقيقة هي أنه في وقت واحد مع التبخر على سطح السائل هناك عملية عكسية - تركيزوبعد يحدث التكثيف بسبب حقيقة أن جزء من جزيئات البخار، تتحرك بشكل عشوائي عبر السائل، يعود إليها مرة أخرى. الريح تأخذ الجزيء الذي تحلق من السائل ولا يسمح لهم بالعودة.

يمكن أن يحدث التكثيف عندما لا يتلامس البخار مع السائل. إنه تكثيف يشرح تكوين السحب: جزيئات بخار الماء، ترتفع فوق الأرض، في الطبقات الباردة من الغلاف الجوي يتم تجميعها في أصغر قطرات من المياه التي تجمع مجموعات. نتيجة تكثيف بخار الماء في الغلاف الجوي هو المطر والهرا.

الاعتماد على درجة حرارة الغليان من الضغط

نقطة غليان المياه 100 درجة مئوية؛ قد يعتقد أن هذه ملكية متكاملة للمياه أن الماء، أينما كان في أي ظروف تغلي دائما عند 100 درجة مئوية.

لكن هذا ليس هو الحال، ومقيمات قرية جبال الألب تدرك جيدا ذلك.

بالقرب من الجزء العلوي من إلبروس هناك منزل للسياح ومحطة علمية. مندهشات Newbies في بعض الأحيان، "ما مدى صعوبة طهي البيض في الماء المغلي" أو "لماذا لا يحرق الماء المغلي". في ظل هذه الظروف، يشيرون إلى أن الماء يغلي على الجزء العلوي من إلبروس بالفعل عند 82 درجة مئوية.

ما هو الحال؟ ما العامل المادي يتداخل في ظاهرة الغليان؟ ما قيمة الارتفاع فوق مستوى سطح البحر؟

هذا العامل المادي هو الضغط الذي يعمل على سطح السائل. لا حاجة لتسلق الجزء العلوي من الجبل للتحقق من عدالة ما قيل.

يلعب الماء الساخن تحت الجرس وضخ الهواء أو ضخ الهواء من هناك، يمكنك التأكد من أن نقطة الغليان تنمو بزيادة في الضغط وتسقط عندما تنخفض.

تغلي الماء عند 100 درجة مئوية فقط في ضغط معين - 760 ملم زئبق. فن. (أو 1 الصراف الآلي).

يتم عرض منحنى نقطة الغليان في الشكل. 4.2. في الجزء العلوي من إلبروس، فإن الضغط هو 0.5 صراف آلي، وهذا الضغط ويتوافق مع نقطة الغليان من 82 درجة مئوية.

تين. 4.2.

لكن الماء يغلي من 10-15 ملم زئبق. فن.، فمن الممكن التحديث في الطقس الحار. في هذا الضغط، ستسقط نقطة الغليان إلى 10-15 درجة مئوية

يمكنك حتى الحصول على "الماء المغلي" وجود درجة حرارة مياه تجميد. لهذا، سيتعين عليها تقليل ضغط تصل إلى 4.6 مم. فن.

يمكن ملاحظة صورة مثيرة للاهتمام إذا وضعت سفينة مفتوحة بالماء تحت الجرس والهواء المضخة. الضخ يجعل الماء يغلي، ولكن الغليان يتطلب الحرارة. لنقله إلى أي مكان، وسيتعين على الماء إعطاء طاقتك. ستبدأ درجة حرارة الماء المغلي في الانخفاض، ولكن منذ ضخ مستمرة، يسقط الضغط. لذلك، لن تتوقف الغليان، وسيستمر الماء في تهدئة وسوف تجمد في نهاية المطاف.

مثل الغليان ماء بارد يحدث ليس فقط عند ضخ الهواء. على سبيل المثال، عند تدوير سفن المروحة، والضغط في نقل سريع حولها السطح المعدني تنخفض طبقة المياه إلى حد كبير والمياه في هذه الطبقة التي تغلي، أي فقاعات عديدة مليئة بالعبارة تظهر فيها. وتسمى هذه الظاهرة التجويف (من الكلمة اللاتينية كافيتاس - تجويف).

إزالة الضغط، ونحن خفض نقطة الغليان. وزيادة ذلك؟ جدول مشابه لنا مسؤول عن هذا السؤال. يمكن أن يؤدي ضغط 15 الصراف الآلي إلى تأخير غليان الماء، وستبدأ فقط في 200 درجة مئوية، وضغط 80 الصراف الآلي سيجبر الماء فقط عند 300 درجة مئوية.

لذلك، فإن نقطة غليان معينة تتوافق مع ضغوط خارجية معينة. لكن هذا البيان يمكن و "اقلب"، قائلا: كل نقطة غليان المياه تتوافق مع ضغطها المحدد. هذا الضغط يسمى مرونة البخار.

المنحنى الذي يصور نقطة الغليان اعتمادا على الضغط، هو في وقت واحد منحنى مرونة البخار اعتمادا على درجة الحرارة.

تظهر الأرقام المطبقة على مخطط نقطة الغليان (أو على جدول البخار المرن) أن مرونة التغييرات البخارية بشكل حاد للغاية مع تغيير درجة الحرارة. عند 0 درجة مئوية (I.E. 273 ك)، فإن مرونة البخار تساوي 4.6 مم زئبق. فن.، عند 100 درجة مئوية (373 ك) هو 760 مم زئبق. الفن.، أي الزيادة 165 مرة. مع زيادة درجة الحرارة في النصف (من 0 درجة مئوية، I.E. 273 K، ما يصل إلى 273 درجة مئوية، أي 546 ك) مرونة الزيادات البخارية مع 4.6 مم زئبق. فن. ما يقرب من 60 صراف آلي، أي حوالي 10،000 مرة.

لذلك، على العكس من ذلك، تتغير نقطة الغليان مع الضغط ببطء إلى حد ما. عندما يتم تغيير الضغط مرتين من 0.5 أجهزة الصراف الآلي إلى 1، تزداد نقطة الغليان من 82 درجة مئوية (355 ك) إلى 100 درجة مئوية (373 ك) ومع تغيير في 1 إلى 2 أجهزة الصراف الآلي - من 100 درجة مئوية (373 ك ) إلى 120 درجة مئوية (393 ك).

نفس المنحنى، الذي نعتبره الآن، يدير وتكثيف البخار (سماكة) في الماء.

يمكنك تحويل البخار إلى الماء أو الضغط أو التبريد.

سواء أثناء الغليان وعملية التكثيف، لن تتحرك النقطة مع المنحنى حتى لا ينتهي تحول البخار في الماء أو الماء في Steam بالكامل. يمكن أيضا صياغة هذا على النحو التالي: في شروط منحنىنا، وفقط في ظل هذه الظروف، قد يكون هناك تعايشا للسائل والبخار. إذا لم تفشل في نفس الوقت ولا تأخذ الحرارة، فإن كمية البخار والسوائل في الأوعية المغلقة ستبقى دون تغيير. يقولون عن مثل هذه الأزواج والسائل أنهم في حالة توازن، والأزواج، في حالة توازن مع سائلها، يطلق عليها المشبعة.

منحنى الغليان والتكثيف، كما نرى، معنى آخر: هذا منحنى توازن السوائل والبخار. منحنى التوازن يقسم مجال الرسم البياني، إلى جزأين. اليسار والأعلى (إلى درجات حرارة عالية وضغوط أقل) هي منطقة الحالة الثابتة للبخار. يمين ولأسفل - مساحة الحالة المستقرة للسائل.

منحنى التوازن من البخار هو سائل، أي منحنى اعتماد نقطة الغليان من الضغط أو، وهو نفس مرونة البخار على درجة الحرارة هو نفسه تقريبا لجميع السوائل. في بعض الحالات، قد يكون التغيير حادا إلى حد ما، في غيرها - أبطأ إلى حد ما، ولكن دائما مرونة البخار تنمو بسرعة مع زيادة درجة الحرارة المتزايدة.

بالفعل عدة مرات استخدمنا الكلمات "الغاز" و "الأزواج". هاتان كلمتين متساوية للغاية. يمكنك أن تقول: غاز الماء هناك بخار من الماء، أوكسجين الغاز هو زوج من السوائل الأكسجين. ومع ذلك، عند استخدام هاتين الكلمتين، طورت بعض العادة. نظرا لأننا اعتادنا على نطاق درجة حرارة صغيرة نسبيا نسبيا، فإن كلمة "غاز" نطبق عادة على هذه المواد، وهي مرونة البخار في درجات الحرارة العادية فوق الضغط الجوي. على العكس من ذلك، نحن نتحدث عن زوج عندما تكون المادة أكثر استقرارا في درجة حرارة الغرفة وضغط الغلاف الجوي في شكل سائل.