מה קובע את קצב ההתאיידות של הנוזל? גורמים המשפיעים על תהליך זה

כולנו מכירים היטב את הילדות הזאת ברצינותעובדת חיים. כדי לקרר תה חם, יש צורך לשפוך אותו לתוך צלוחית קרה ולהמשיך לפוצץ על פני השטח שלה במשך זמן רב. כאשר אתה בן שש או שבע, אל תחשוב באמת על חוקי הפיזיקה, פשוט קח אותם כנתון או, פיזית, קח אותם לאקסיומה. עם זאת, בהבנת המדע בזמן, אנו מוצאים דמיון מעניין בין axioms והוכחות רצופות, חלקה לתרגם את הנחות הילדים שלנו לתוך משפטי הבוגרים. זה אותו דבר עם תה חם. אף אחד מאיתנו לא יכול היה לחשוב כי שיטה כזו של קירור זה קשור ישירות אידוי של נוזל.

הפיזיקה של התהליך

כדי לענות על השאלה, ממהתלוי בקצב ההתנדפות של הנוזל, יש צורך להבין את הפיזיקה של התהליך. אידוי הוא תהליך של מעבר פאזה של חומר מהמדינה הנוזלית למצב הגזי. יכול להתאדות כל חומר נוזלי, כולל צמיג מאוד. במראה, אתה לא יכול לומר כי כמה ג'לי כמו נוזל יכול לאבד חלק המסה שלה בגלל אידוי, אבל בתנאים מסוימים זה בדיוק מה שקורה. מוצק יכול גם להתאדות, רק תהליך כזה נקרא סובלימציה.

איך זה עובד

מתחיל להבין מה המהירות תלויהאידוי של הנוזל, זה צריך להיות דוחה על ידי העובדה כי זהו תהליך endothermic, כלומר, תהליך המתרחש עם קליטת החום. החום במעבר פאזה (חום האידוי) מעביר אנרגיה למולקולות החומר, מגביר את מהירותן ומגביר את ההסתברות להתנתקותן, תוך היחלשות כוחות ההדבקה המולקולארית. ההתנתקות מהחלק הארי של החומר, המולקולות המהירות ביותר פורצות מעבר לגבולותיו, והחומר מאבד את מסתו. במקרה זה, המולקולות הנפלטות של הנוזל פועלות באופן מיידי, מבצעות תהליך מעבר פאזה על ניתוק, והתשואה שלהן כבר נמצאת במצב הגזי.

יישום

הבנת הסיבות למהירותאידוי של הנוזל, ניתן לווסת תהליכים בתבונה המתרחשים עליהם. לדוגמה, המזגן, החום מחליף-המאייד, אשר שחין הקרר לקיחת חום מחדר הקירור או מים רותחים בדוד צינורות תעשייתיים, אשר החום מועבר חימום וצרכים מים חמים. למימוש תנאים מה קצב התאדות של הנוזל תלוי, מספק הזדמנות לעצב ולייצר ציוד מודרני טכנולוגי של ממדים קומפקטיים עם מקדם העברת חום גבוה.

טמפרטורה

מצב נוזלי נוזלי הוא מאוד לא יציב. עם n הארצי שלנו. y. (המושג "תנאים נורמליים", כלומר, מתאים לחיי אדם), הוא נוטה מעת לעת להיכנס לשלב מוצק או גזי. איך זה קורה? מה קובע את קצב ההתאיידות של הנוזל?

הקריטריון העיקרי הוא, כמובן,טמפרטורה. ככל שאנו מחממים את הנוזל, ככל שאנו מביאים יותר אנרגיה למולקולות החומר, ככל שאנו שוברים את הקשרים המולקולריים יותר, כך התהליך של מעבר פאזה מהיר יותר. Apotheosis מושגת עם בועה יציבה רותחת. מים רותחים על 100 מעלות צלזיוס בלחץ אטמוספרי. פני השטח של סיר או, למשל, קומקום, שבו הוא רותח, רק במבט ראשון חלקה לחלוטין. עם גידול מרובה בתמונה, נוכל לראות פסגות חדות אינסופיות, כמו בהרים. החום מוחל על כל אחד מהפסגות הללו, ובגלל המשטח הקטן של החלפת החום, המים מתערבלים מיד, יוצרים בועה של אוויר העולה אל פני השטח, שם היא מתמוטטת. לכן הרתיחה הזו נקראת בועה. קצב ההתאיידות של המים הוא אפוא מקסימלי.

לחץ

הפרמטר החשוב השני שעליו תלוי המהירותאידוי של הנוזל, - לחץ. על ידי הפחתת הלחץ מתחת למים אטמוספרי מתחיל לרתוח בטמפרטורות נמוכות. עיקרון זה מבוסס על העבודה של סיר הלחץ המפורסם - סירים מיוחדים, בו הוא פונה, ואת המים רותחים כבר 70-80 מעלות צלסיוס הגדלת הלחץ, להיפך, שמעלה את הטמפרטורה של רתיחה. תכונה שימושית זו משמשת לאספקת מים חמים מן CHP ב CTP, ו ITP היכן לשמור את קיבולת החום המועבר של המים מחוממים לטמפרטורה של 150-180 מעלות, כאשר יש צורך לשלול את האפשרות של בעבוע שלה בצינורות.

גורמים אחרים

פיצוץ אינטנסיבי של המשטח הנוזליהטמפרטורה גבוהה מהטמפרטורה של מטוס האוויר שסופק, זהו גורם נוסף שבו קצב ההתאיידות של הנוזל תלוי. דוגמאות לכך ניתן לקחת מחיי היומיום. רוח נושבת על פני האגם או הדוגמה שממנה התחלנו את הסיפור: נשף תה חם, שפך לתוך צלוחית. זה מתקרר בשל העובדה, להתנתק מהחלק הארי של החומר, המולקולות לקחת חלק מן האנרגיה איתם, קירור זה. כאן ניתן לראות גם את ההשפעה של פני השטח. צלחת היא רחבה יותר מאשר ספל, כך עם נצב, פוטנציאל כמות גדולה יותר של מים יכולים להימלט.

קצב ההתאדות מושפע גם מהסוגנוזל: כמה נוזלים מתאדים מהר יותר, אחרים, להיפך, הם איטיים יותר. השפעה חשובה על תהליך האידוי מופעלת על ידי מצב האוויר הסובב. בתכולת לחות גבוהה מוחלטת (אוויר לח מאוד, למשל, ליד הים) תהליך האידוי ילך לאט יותר.