ПОӘК 042-18. 38. 44/01-2013.№1 баспа 2013 ж
Фазалық түрлену. Булану және қайнау
жүктеу/скачать 9,54 Mb.
|
2.14.5 Фазалық түрлену. Булану және қайнау Фаза деп заттың басқа тепе-тең күйлерінен физикалық қасиеттері жағынан ерекшеленетін термодинамикалық тепе-теңдік күйін айтады. Фаза ұғымын көбінесе заттың агрегат күйі ұғымы ретінде қолданылады. Бірақ оның мағынасы кеңірек. Бір агрегат күй аралығында зат бірнеше фазада бола алады. Заттың фазалық ауысуы- бір фазадан келесі фазаға- заттың қасиетінің сапалық өзгеруімен байланысты болады. Фапзалық ауысудың екі тегі болады. Бірінші реттік фазалық ауысуға мынадай процесстер жатады: балқу, кристалдану, булану, конденсациялану …), ол жылудың бөлінуі не жұтылуы арқылы сипатталады. Мысалы, 1г мұзды суға айналдыру үшін қалыпты атмосфералық қысымда Q=80 кал. жылу беру керек, ал 1г суды 1 атм. қысымда 1000 С температурада буға айналдыру үшін Q=540 кал. жылу беру керек. Кері процестерде будың суға айналуы үшін, судың мұзға айналуы үшін осы алған жылулар бөліну керек. Сұйықтан буға айналу процесін қарастырайық. Қайнау процесінде үлкен кинетикалық энергиясы бар сұйық молекулалары сұйықтың бетіне шығып, молекулааралық тартылысты жеңіп, сұйық бетінен шығып кетуі керек. Яғни 
энергиясы молекулалардың тартылыс күшіне қарсы істелетін жұмыстан көп болуы керек ( Ek>A.). Бұл жұмыс A=2r.F теңдігі арқылы анықталады. Мұндағы r – молекулалардың әсерлесу сферасының радиусы, Ғ - әсерлесу күші. Молекулалардың тартылыс күші өте үлкен шама. Судың молекулалық ішкі қысымы 11 мың атм. Ендеше молекуланың сұйық бетіне шығуы үшін өте үлкен энергия керек. Энергиясы жоғары молекулалар, яғни «ыстық» молекулалар ғана сұйық бетіне шыға алады. Осының нәтижесінде қалған молекулалардың энергиясы азаяды. Кебу кезінде дене суыйды. Булануға кері процесс қоса жүреді. Яғни ауадағы су буы қайтадан сұйыққа айналады. Екі процесс үздіксіз жүреді. Егер булану конденсацияға қарағанда интенсивті болатын болса, сұйық буланады, ал керісінше конденсациялану булануға қарағанда интенсивті жүрсе онда сұйық көбейеді. Екі процесс өзара тең болса тепе-теңдік процесс делінеді, яғни қанша молекула буланса, сонша молекула конденсацияланады. Бұл уақыттығы буды қаныққан бу дейді. Егер адиабаталық кебу болса, температура төмендейді. Изотермалық кебуде (тұрақты температурада) берілген жылу тұрақты болады. Сұйықты қайнауға дейін қыздырғанда жылудың біразы ғана булануға жұмсалады, ал көп бөлігі тек қыздыруға кетеді. Қайнау басталу үшін сұйықтың ішінде ауа көпіршіктері болуы керек, яғни қос фазалы болу керек. Ауа көпіршіктері сұйықтың ішінде ыдыс қабырғасындағы не түбіндегі денелерге жабысып тұрады. Осы көпіршіктер булану орталығы болып табылады. Сұйық осы көпіршіктің ішінде буланады, көпіршік үлкейіп өз орнына кішкене көпіршік қалдырады да сұйық бетіне көтеріліп жарылады. Кішкене көпіршік тағы ұлғайып, тағы көтеріледі. Осылай қайталану болады. Көпіршіктер тізбек жасап көтеріліп отырады. Қайнау кезінде сұйыққа берілген жылу түгелдей булануға жұмсалады, ендеше температура тұрақты болады. Мұның себебі - температураның көтерілуі мұң екен, сол сәтте-ақ қайнау тездей бастайды. Яғни келген жылу кебуге кеткен жылумен тең болады. Көпіршік ауадан тұруы керек, ал көпіршік тек сұйық буынан тұрса қысым көбейгенде (тепе-теңдік қалыптан жоғары болғанда) бу суға айналып көпіршік көлемі кішірейеді. Көпіршік үшін тепе-теңдік қалып мынадай 
жүктеу/скачать 9,54 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|