Қайнау процесінің өтуі

Жоспар
Кіріспе

1 Қайнау процесінің өтуін бақылау
2 Қайнау процесін қамтамасыз ету
3 Қайнау температурасының қысымға тәуелдігі

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Біз сұйықтың буға булануының бір түрін –булануды қарастырдық. Бу түзілудің
бізге күнделікті тіршіліктен белгілі екінші әдісі –қайнауды қарастыраймыз.
Қайнау процесінің өтуін бақылау үшін ашық ыдыста (колбада) температурасын
өседі. (сынап термометр түтігімен көтеріледі). Қыздырған кезде колба
үстінде тұман пайда болатынын байқаймыз. Ол ыдыстағы сұйық бетінде
буланудың артқанын көрсетеді.
Әрине, будың өзін көомейміз. Сұйық температурасын одан әрі
арттырғанда қольаның қаттырақ қызған қабырғаларының кейбір тұстарында
жыпырлаған шағын көпіршік к-ріне бастайды. Бұл суда ерітілген күйде болатын
ауа көпіршіктері. Қыздырғанда олар судан бөлінеді. Олардың өлшемдері
біртіндеп өседі, өйткені олар су буымен толады да қабырға арқылы ауаның осы
түйіршіктерінің ішінде буланады. Көпіршіктер мөлшерінің ұлғаюымен оларға
сұйық тарапынан ығыстырушы күш арта байтайды. Көпіршіктер ыдыс қабырғасынан
үзіліп, жоғары көтеріледі. Осы сәт қайнауға жалғасатын шулы дыбыспен
ұласады.
Судың бос бетіне жеткеннен соң қайнаудың белгілі бір
теспературасында көпіршіктер жарылады. Ондағы су буы сыртқа шығып, су
қайнайды, оның температырасының жоғарлауы тоқтайды..
Сұйықтың бетінд, сондай-ақ бу түйіршіктерін бөле отырып ішінде
қарқынды булануды қайнау деп атайды.
Балқу температырасын да, қайнау температурасы да атмосфералық
қысымға тәуелді болатынын еске алған жөн. Егер сыртқы қысым қалыпты, яғни
10 Га атмосфералық қысым болса, онда су 100 с-та қайнайды. Бірақ сұйықтың
сыртқы қысымы атмосфералық қысымы қалыптағыдан аз болатын тау алаңдарында
сұйық төменгі температурасында 80 с –қа жуық теспературасында қайнайды.
Егер сұйық бетінің қысымын әдйімен төмендетсе, ол кезкелген, тіпті
қату температурасында қайнайды. Мысалы: бөлме температурасында (25 с) су
қайнау үшін сұйық төмендетілген қысымды, судың қайнауын қант өндірісінде
пайдаланады. Қантты кристалдау төмендетілген қысымдағы қазандарда
жүргізіледі. Осыған орай қант сиропы бірнеше ондаған температурада
бұрқылдап қайнайды. Бұл кезде қант күйіп кетпейді де, артық су тез
жойылады. Керісінше, қысымның артуымен сұйықтың қайнау температурасы
артады. Егер судың қайнау температурасын 100 с-тай жоғары көтеру керек
болса, онда оның бетінде айтарлықтай жоғары қысым тудырады. Автоклав деп
аталатын арнайы құрылғыда судың қайнау температурасы 200 с-да жетеді.
Автоклавтар химия және тамақ өнеркәсібінде, медицинада хирургиялық
аспаптарды залалсыздандыруда, қағаз фабрикаларында ағашты өңдеу үшін
пайдаланылады. Жоғарытылған қысымда қайнауды синтетикалық мұнай, глицерин,
лай қышқылдарын, т.б. алуда қолданылады. Тұрмыста қақпағы арнайы кматамен
жабдықталған кастрол-тез пісіргіштер пайдаланылады. Осындай кастролде
тамақты 200 г Па (2 атм) қысымда және 120 с температурада пісіріледі.
Қайнау процесін қамтамасыз ету үшін сұйыққа энергияны сырттан әкелу
керек.
Бұл кезде қайнаған сұйық температурасы үнемі тұрақты сақталады.
Демек, берілген энергия қайнау температурасында тұтастай сұйықтың булануына
жұмсалады.
Оған қоса, классы көп сұйықты буландыру қажет болса, элементін жылу
мөлшерінде үлкен болуға тиіс. Бу түзу жылуы буға айналған заттың массасына
пропорционал. Берілген өрнектегі меншікті булану жылуы деп аталады.
Массасы бірдей әртүрлі сұйықтарды қайнай температурасында буға
айналдыру үшін түрліше жылу мөлшері керек болады. Әр түрлі заттардың
булануға қабілеттілігі меншікті булану жылуымен сипатталады.
Меншікті булану жылуы берілген сұйықтың бірлік класасын қайнау
температурасында буға айналдаруға қажет жылу мөлшерін көрсетеді.
Массасы m сұйықтың буландыру үшін қажет.
Басқаша айтқанда, массасы 1 кг суды 100 с температурада буға
айналдыру үшін 2,3, 10 Дж жылу керек.
Демек, қайнау температурасы кезінде будың ішкі энергиясы сұйықтың
дәл сол массасы мен температурасында үлкен Сол себепті будың конденциясы
кезінде меншікті бу жылынуына тең жылу мөлшері бөлінеді. Осыдан заттың
агрегаттық күйі өзгерген кезде энергияның сақталу заңы байқалады.
Яғни, меншікті булану жылуы конденцияның меншікті жылуына тең.
Меншікті булану жылуы көбінше зат бөлшектерін бір-бірімен байланысын
үзуге жұмсалады. Бұл кезде бөлшектер арасындағы өзара әрекеттесу энергиясы
күшейеді. Шыныда, байланысты үзу үшін энергия жұмсау керек. Демек,
бөлшектер арасындағы байланыс әлсіз болатын агрегаттық күйде олардың өзара
әсерлесу энергиясы көп.
Бұл бірдей температурада, мысалы, балқу температурасы кезінде
балқыма (заттың сұйық күйі) бөлшектерінің арасындағы өз ара әркеттесу
энергиясы кристалға қарағанда көп деген сөз. Тиісінше қайнау температурасы
кезінде бу бөлшектерінің арасындағы өзара әрекеттесу энергиясы сұйық
бөлшектерінің (сублимация кезінде кристалл бөлшектерінің) энергиясынан көп.
Газ бөлшектерінің арасындағыөзара әрекеттесу энергиясы нөлге тең деп
санау келісілген. Сонда кристалдар мен сұйықтардағы бөлшектердің арасындағы
өзара әрекеттесу энергиясы нөлден кіші, яғги теріс шама болып табылады.
Шын мәнінде, үстел үстіндегі дененнің потенциалдық энергиясын нөлге
тең деп алса, онда осы дененің энергиясы еденде теріс болады. Меншікті
булану жылынуының басым бөлігі бөлшектер арасындағы байланысты үзуге
жұмсалады, келесі бөлігі бу ұлғайғанда істелетін жұмысқа шығындалады.
Сұйықтың қайнайтын температурасын қайнау температурасы деп атайды.
Қайнау кезінде сұйықтың температурасы өзгермейді. Таблицадан қалыпты
жағдайларда газ күйінде болатын заттардың жеттілікті түрде суытқанда өте
төмен температурада қайнайтын сұйыққа айналатынын көреміз. Мысалы: сұйық
оттегі атмосфералық қысымда -183 с-та қайнайды. Керісінше, қалыпты
жағдайларда тек қатты күйінде кездесетін заттар қыздырып балқытқанда өте
жоғары температурада қайнайтын сұйыққа айналады. Мысалы: 2567 с-та ал темір
2750 с-та қайнайды. Кебетін сұйықтың температурасыөзгермеу үшін сұйыққа
белгілі бір мөлшерде жылы беріп тұру қажет.
Қайнау дегеніміз де кебу екенін көрдік, тек мұнда бу көпіршіктері
тез түзіледі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.