To'yinmagan suv bug'lari. To'yingan va to'yinmagan bug '

Da tabiiy sharoitlar bug' gaz deb hisoblanadi. U bo'lishi mumkin boy Va to'yinmagan, bu uning zichligi, harorati va bosimiga bog'liq.

O'z suyuqligi bilan dinamik muvozanatdagi bug'dir boy.

Suyuqlik va bug 'o'rtasidagi dinamik muvozanat suyuqlikning erkin yuzasidan chiqadigan molekulalar soni unga qaytib keladigan molekulalar soniga teng bo'lganda yuzaga keladi.

Ochiq idishda dinamik muvozanat buziladi va bug 'bo'ladi to'yinmagan, chunki ma'lum miqdordagi molekulalar atmosferaga bug'lanadi va suyuqlikka qaytmaydi.

To'yingan bug ' suyuqlikning erkin yuzasi ustidagi yopiq idishda hosil bo'ladi.

To'yingan Va to'yinmagan bug ' bor turli xil xususiyatlar. Keling, ularni kashf qilaylik.

Molekulyar kontsentratsiya to'yingan bug ' uning hajmiga bog'liq emas.

Mayli to'yinmagan bug ' haroratda T pistonli silindrda joylashgan (3.2-rasm). Ta'minlash uchun uni asta-sekin siqishni boshlaylik izotermik jarayon(AB bo'limi). Birinchidan, agar bug' sezilarli darajada kamaygan bo'lsa, bosimning hajmga bog'liqligi ideal gaz uchun Boy-la-Mario qonuniga mos keladi: pV= const. Biroq, to'yinmagan bug'ning hajmining pasayishi (uning zichligi oshishi) bilan undan og'ish kuzatila boshlaydi. Bug'ning keyingi izotermik siqilishi uning kondensatsiyalana boshlaganiga olib keladi (B nuqtasi), silindrda suyuqlik tomchilari hosil bo'ladi va bug' to'yingan bo'ladi. Uning zichligi va shuning uchun molekulalarning konsentratsiyasi ma'lum bir harorat uchun maksimal qiymatga ega bo'ladi. Ular to'yingan bug'ning egallagan hajmiga bog'liq emas va uning bosimi va harorati bilan belgilanadi.

Siqilganida to'yingan bug '(miloddan avvalgi bo'lim) uning bosimi o'zgarmaydi ( p = const). Bu hajmi kamayishi bilan to'yingan bug'ning kondensatsiyalanib, suyuqlik hosil bo'lishi bilan izohlanadi. Uning silindr hajmidagi ulushi doimo oshib boradi va to'yingan bug 'bilan ishg'ol qilingan hajm kamayadi. Bu barcha to'yingan bug 'suyuq holatga aylanmaguncha sodir bo'ladi (C nuqtasi).

Hajmning yanada pasayishi bosimning tez o'sishiga olib keladi (DC bo'limi), chunki suyuqliklar deyarli siqilmaydi. Saytdan olingan material

Shunday qilib, izotermik siqilish ostida to'yinmagan bug ' Dastlab (past zichlikda) u ideal gazning xususiyatlarini namoyon qiladi. Bug 'qachon bo'ladi boy, uning xususiyatlari boshqa qonunlarga bo'ysunadi. Xususan, bo'lmaganda yuqori haroratlar ah uning holati taxminan tenglama bilan tasvirlangan p = nkT, molekulalarning kontsentratsiyasi gaz egallagan hajmga bog'liq bo'lmaganda. Bosim grafigi p hajmidan V, shaklda ko'rsatilgan. 3.2, chaqirilgan real gazlarning izotermasi.

Haqiqiy gazning izotermlari uning suyuqlik bilan muvozanat holatini xarakterlang. Ularning muvofiqligi bosimga bog'liqligini aniqlashga imkon beradi to'yingan bug ' haroratdan.

Ushbu sahifada quyidagi mavzular bo'yicha materiallar mavjud:

• To'yinmagan bug' bosimining izotermik ortishi

• Molekulyar nuqtai nazardan to'yingan bug'ning o'ziga xos xususiyati nimada?

• To'yingan bug 'va uning xususiyatlari qisqacha

• Molekulyar nuqtai nazardan to'yingan bug'ning o'ziga xos xususiyati nimada?

• Molekulyar nuqtai nazardan to'yingan gazga nima xosdir?

Ushbu material bo'yicha savollar:

TA’RIF

Bug'lanish suyuqlikni bug'ga aylantirish jarayonidir.

Har qanday haroratda suyuqlikda (yoki qattiq) kinetik energiyasi katta bo'lgan ma'lum miqdordagi "tezkor" molekulalar mavjud. potentsial energiya ularning materiyaning boshqa zarralari bilan o'zaro ta'siri. Agar bunday molekulalar sirt yaqinida bo'lsa, ular boshqa molekulalarning tortishishini engib, suyuqlikdan uchib chiqib, uning ustida bug' hosil qilishi mumkin. Qattiq moddalarning bug'lanishi ham ko'pincha deyiladi sublimatsiya yoki sublimatsiya.

Bug'lanish moddaning suyuq yoki qattiq holatda bo'lishi mumkin bo'lgan har qanday haroratda sodir bo'ladi. Biroq, bug'lanish tezligi haroratga bog'liq. Harorat ko'tarilgach, "tez" molekulalar soni ortadi va natijada bug'lanishning intensivligi oshadi. Bug'lanish tezligi suyuqlikning erkin sirt maydoniga va moddaning turiga ham bog'liq. Misol uchun, likopchaga quyilgan suv stakanga quyilgan suvdan tezroq bug'lanadi. Spirtli ichimliklar suvdan tezroq bug'lanadi va hokazo.

Kondensatsiya

Ochiq idishdagi suyuqlik miqdori bug'lanish tufayli doimiy ravishda kamayadi. Ammo bu mahkam yopiq idishda sodir bo'lmaydi. Bu suyuqlikda (yoki qattiq holatda) bug'lanish bilan bir vaqtda teskari jarayon sodir bo'lishi bilan izohlanadi. Bug 'molekulalari suyuqlik ustida xaotik tarzda harakat qiladi, shuning uchun ularning bir qismi, erkin sirt molekulalarining tortishish ta'sirida, yana suyuqlikka tushadi. Bug'ni suyuqlikka aylantirish jarayoni kondensatsiya deb ataladi. Bug'ni qattiq moddaga aylantirish jarayoni odatda bug'dan kristallanish deb ataladi.

Suyuqlikni idishga quyib, mahkam yopganimizdan so'ng, suyuqlik bug'lana boshlaydi va suyuqlikning erkin yuzasi ustidagi bug 'zichligi ortadi. Shu bilan birga, suyuqlikka qaytib keladigan molekulalar soni ortadi. Ochiq idishda vaziyat boshqacha: suyuqlikni tark etgan molekulalar suyuqlikka qaytmasligi mumkin. Yopiq idishda vaqt o'tishi bilan muvozanat holati o'rnatiladi: suyuqlik yuzasidan chiqadigan molekulalar soni suyuqlikka qaytgan bug 'molekulalari soniga teng bo'ladi. Bu holat deyiladi dinamik muvozanat holati(1-rasm). Suyuqlik va bug 'o'rtasidagi dinamik muvozanat holatida bug'lanish va kondensatsiya bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi va ikkala jarayon bir-birini to'ldiradi.

1-rasm. Dinamik muvozanat holatidagi suyuqlik

To'yingan va to'yinmagan bug '

TA’RIF

To'yingan bug ' uning suyuqligi bilan dinamik muvozanat holatidagi bug'dir.

"To'yingan" nomi ma'lum bir haroratda ma'lum hajmda bo'lishi mumkin emasligini ta'kidlaydi katta miqdor juft. To'yingan bug 'ma'lum bir haroratda maksimal zichlikka ega va shuning uchun idishning devorlariga maksimal bosim o'tkazadi.

TA’RIF

To'yinmagan bug '- dinamik muvozanat holatiga etib bormagan bug '.

Turli suyuqliklar uchun bug 'to'yinganligi sodir bo'ladi turli xil zichliklar, bu molekulyar strukturaning farqiga bog'liq, ya'ni. molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlaridagi farqlar. Molekulyar o'zaro ta'sir kuchlari kuchli bo'lgan suyuqliklarda (masalan, simobda) past bug' zichligida dinamik muvozanat holatiga erishiladi, chunki suyuqlik sirtini tark eta oladigan molekulalar soni kam. Aksincha, past molekulyar tortishish kuchlari bo'lgan uchuvchi suyuqliklarda bir xil haroratlarda suyuqlikdan sezilarli miqdordagi molekulalar uchib chiqadi va yuqori zichlikda bug'ning to'yinganligiga erishiladi. Bunday suyuqliklarga etanol, efir va boshqalar misol bo'ladi.

Bug 'kondensatsiyasi jarayonining intensivligi bug' molekulalarining konsentratsiyasiga mutanosib bo'lgani uchun va bug'lanish jarayonining intensivligi faqat haroratga bog'liq va uning o'sishi bilan keskin ortadi, shuning uchun to'yingan bug'dagi molekulalarning konsentratsiyasi faqat suyuqlikning haroratiga bog'liq. . Shunung uchun To'yingan bug 'bosimi faqat haroratga bog'liq va hajmga bog'liq emas. Bundan tashqari, harorat oshishi bilan to'yingan bug 'molekulalarining kontsentratsiyasi va natijada to'yingan bug'ning zichligi va bosimi tezda oshadi. To'yingan bug'ning bosimi va zichligining haroratga o'ziga xos bog'liqligi har xil turli moddalar va qidiruv jadvallaridan topish mumkin. Ma'lum bo'lishicha, to'yingan bug', qoida tariqasida, Kleyperon-Mendeleev tenglamasi bilan yaxshi tasvirlangan. Biroq, siqilgan yoki qizdirilganda, to'yingan bug'ning massasi o'zgaradi.

Toʻyinmagan bugʻ yetarli darajada aniqlik bilan ideal gaz qonunlariga boʻysunadi.

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

2-MISA

To'yingan bug '.

Agar kema bo'lsa suyuqlikni mahkam yoping, suyuqlik miqdori avval kamayadi va keyin doimiy bo'lib qoladi. Qachon bo'lmasa Menn Bu haroratda suyuqlik-bug 'tizimi termal muvozanat holatiga erishadi va kerakli vaqt davomida unda qoladi. Bug'lanish jarayoni bilan bir vaqtda kondensatsiya ham sodir bo'ladi, ikkala jarayon ham o'rtacha kompbir-biringizni rag'batlantiring. Birinchi daqiqada, suyuqlik idishga quyilgandan va yopilgandan so'ng, suyuqlik bo'ladibug'lanadi va uning ustidagi bug'ning zichligi ortadi. Biroq, shu bilan birga, suyuqlikka qaytib keladigan molekulalar soni ortadi. Bug 'zichligi qanchalik baland bo'lsa, shuncha yuqori bo'ladi kattaroq raqam uning molekulalari suyuqlikka qaytadi. Natijada, doimiy haroratda yopiq idishda suyuqlik va bug 'o'rtasida dinamik (harakatlanuvchi) muvozanat o'rnatiladi, ya'ni ma'lum bir vaqtdan keyin suyuqlik sirtini tark etadigan molekulalar soni. R th vaqt davri o'rtacha bir vaqtning o'zida suyuqlikka qaytgan bug' molekulalari soniga teng bo'ladi. b. Steam, yo'q suyuqligi bilan dinamik muvozanatda suzuvchi bug 'to'yingan bug' deyiladi. Bu pastki chiziqning ta'rifiBu shuni anglatadiki, ma'lum bir haroratda ma'lum hajmda bug'ning katta miqdori bo'lishi mumkin emas.

To'yingan bug 'bosimi .

To'yingan bug'ning egallagan hajmi kamaysa nima bo'ladi? Misol uchun, agar siz silindr ichidagi suyuqlik bilan muvozanatda bo'lgan bug'ni piston ostida siqsangiz, silindr tarkibidagi harorat doimiy bo'ladi. Bug 'siqilganda, muvozanat buzila boshlaydi. Dastlab, bug 'zichligi biroz oshadi va ko'proq molekulalar suyuqlikdan gazga qaraganda gazdan suyuqlikka o'ta boshlaydi. Axir suyuqlikni vaqt birligida tark etadigan molekulalar soni faqat haroratga bog'liq va bug'ning siqilishi bu raqamni o'zgartirmaydi. Jarayon dinamik muvozanat va bug 'zichligi yana o'rnatilguncha davom etadi va shuning uchun uning molekulalarining konsentratsiyasi avvalgi qiymatlarini oladi. Binobarin, doimiy haroratda to'yingan bug' molekulalarining kontsentratsiyasi uning hajmiga bog'liq emas. Bosim molekulalarning konsentratsiyasiga (p=nkT) proportsional bo'lganligi sababli, bu ta'rifdan to'yingan bug'ning bosimi uning egallagan hajmiga bog'liq emasligi kelib chiqadi. Bosim p n.p. Suyuqlik o'z bug'i bilan muvozanatda bo'lgan bug' bosimi to'yingan bug' bosimi deb ataladi.

To'yingan bug' bosimining haroratga bog'liqligi.

To'yingan bug'ning holati, tajriba shuni ko'rsatadiki, ideal gazning holati tenglamasi bilan taxminan tavsiflanadi va uning bosimi P = nkT formulasi bilan aniqlanadi, harorat oshishi bilan bosim ortadi. To'yingan bug 'bosimi hajmga bog'liq emasligi sababli, u faqat haroratga bog'liq. Biroq, p.n ning qaramligi. dan T dan, tajribada topilgan, doimiy hajmdagi ideal gazda bo'lgani kabi, to'g'ridan-to'g'ri proportsional emas. Haroratning oshishi bilan haqiqiy to'yingan bug'ning bosimi ideal gaz bosimidan tezroq ortadi (1-rasm).drenaj egri chizig'i 12). Nima uchun bu sodir bo'lmoqda? Suyuqlik yopiq idishda qizdirilganda suyuqlikning bir qismi bug'ga aylanadi. Natijada, P = nkT formulasiga ko'ra, to'yingan bug 'bosimi nafaqat suyuqlik haroratining oshishi, balki bug'ning molekulalari (zichligi) kontsentratsiyasining oshishi hisobiga ham ortadi. Asosan, haroratning oshishi bilan bosimning oshishi kontsentratsiyaning oshishi bilan aniq belgilanadi markaziy ii. (Xulq-atvordagi asosiy farq vaideal gaz va to'yingan bug' - yopiq idishdagi bug'ning harorati o'zgarganda (yoki doimiy haroratda hajm o'zgarganda) bug'ning massasi o'zgaradi. Suyuqlik qisman bug'ga aylanadi yoki aksincha, bug' qisman kondensatsiyalanaditsya. Ideal gaz bilan bunday narsa sodir bo'lmaydi.) Barcha suyuqlik bug'langanda, bug' keyingi qizdirilganda to'yingan bo'lishni to'xtatadi va uning doimiy hajmdagi bosimi ortadi.to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir mutlaq harorat(23-rasm, egri chiziqqa qarang).

Qaynatish.

Qaynatish - bu moddaning suyuqlikdan gazsimon holatga intensiv o'tishi, suyuqlikning butun hajmida (faqat uning yuzasidan emas) sodir bo'ladi. (Kondensatsiya teskari jarayondir.) Suyuqlikning harorati oshishi bilan bug'lanish tezligi ortadi. Nihoyat, suyuqlik qaynay boshlaydi. Qaynatganda suyuqlikning butun hajmi bo'ylab tez o'sib boruvchi bug 'pufakchalari hosil bo'lib, ular yuzaga suzadi. Suyuqlikning qaynash nuqtasi doimiy bo'lib qoladi. Bu suyuqlikka berilgan barcha energiya uni bug'ga aylantirish uchun sarflanganligi sababli sodir bo'ladi. Qaynatish qanday sharoitlarda boshlanadi?

Suyuqlik har doim idishning pastki va devorlarida, shuningdek, bug'lanish markazlari bo'lgan suyuqlikda to'xtatilgan chang zarralarida ajralib chiqadigan erigan gazlarni o'z ichiga oladi. Pufakchalar ichidagi suyuqlik bug'lari to'yingan. Haroratning oshishi bilan to'yingan bug 'bosimi ortadi va pufakchalar kattalashadi. Suzuvchi kuch ta'sirida ular yuqoriga suzib yuradilar. Suyuqlikning yuqori qatlamlari ko'proq bo'lsa past harorat, keyin bug 'kondensatsiyasi bu qatlamlardagi pufakchalarda paydo bo'ladi. Bosim tezda pasayadi va pufakchalar qulab tushadi. Yiqilish shunchalik tez sodir bo'ladiki, qabariq devorlari to'qnashadi va portlashga o'xshash narsa hosil qiladi. Ko'pgina bunday mikro-portlashlar xarakterli shovqin hosil qiladi. Suyuqlik etarlicha qiziganda, pufakchalar yiqilib tushishni to'xtatadi va yuzaga suzib chiqadi. Suyuqlik qaynaydi. Pechka ustidagi choynakni diqqat bilan kuzatib boring. Siz qaynab ketishidan oldin shovqin qilishni deyarli to'xtatganini bilib olasiz. To'yingan bug' bosimining haroratga bog'liqligi suyuqlikning qaynash nuqtasi nima uchun uning yuzasidagi bosimga bog'liqligini tushuntiradi. Bug 'pufakchasi ichidagi to'yingan bug'ning bosimi suyuqlikdagi bosimdan biroz oshib ketganda o'sishi mumkin, bu suyuqlik yuzasidagi havo bosimi (tashqi bosim) va suyuqlik ustunining gidrostatik bosimi yig'indisi. Qaynatish pufakchalardagi to'yingan bug' bosimi suyuqlikdagi bosimga teng bo'lgan haroratda boshlanadi. Tashqi bosim qanchalik katta bo'lsa, qaynash nuqtasi shunchalik yuqori bo'ladi. Va aksincha, tashqi bosimni kamaytirish orqali biz qaynash nuqtasini pasaytiramiz. Kolbadan havo va suv bug'ini chiqarib, siz suvni qaynatishga majbur qilishingiz mumkin xona harorati. Har bir suyuqlikning to'yingan bug' bosimiga bog'liq bo'lgan o'ziga xos qaynash nuqtasi bor (barcha suyuqlik qaynab ketguncha doimiy bo'lib qoladi). To'yingan bug 'bosimi qanchalik yuqori bo'lsa, suyuqlikning qaynash nuqtasi shunchalik past bo'ladi.

Havoning namligi va uni o'lchash.

Atrofimizdagi havoda deyarli har doim ma'lum miqdorda suv bug'lari mavjud. Havoning namligi uning tarkibidagi suv bug'ining miqdoriga bog'liq. Nam havo quruq havoga qaraganda ko'proq suv molekulalarini o'z ichiga oladi. Og'riq Buning nima ahamiyati bor? nisbiy namlik havo, bu haqda xabarlar har kuni ob-havo ma'ruzalarida eshitiladi.

Shudring nuqtasi

Havoning quruqligi yoki namligi uning suv bug'ining to'yinganligiga qanchalik yaqinligiga bog'liq. Agar nam havo sovutilsa, undagi bug 'to'yingan holatga keltirilishi mumkin, keyin esa u kondensatsiyalanadi. Bug 'to'yinganligining belgisi kondensatsiyalangan suyuqlikning birinchi tomchilarining paydo bo'lishi - shudring. Havodagi bug 'to'yingan haroratga shudring nuqtasi deyiladi. Shudring nuqtasi havo namligini ham tavsiflaydi. Misollar: ertalab yog'ayotgan shudring, nafas olsangiz sovuq shishaning tumanlanishi, sovuq suv quvurida bir tomchi suv paydo bo'lishi, uylarning yerto'lalarida namlik. Havoning namligini o'lchash uchun o'lchash asboblari - higrometrlar qo'llaniladi. Bir necha turdagi gigrometrlar mavjud, ammo asosiylari soch va psikrometrikdir.

Yagona davlat imtihonining kodifikatori mavzulari: to'yingan va to'yinmagan bug'lar, havo namligi.

Agar ochiq stakan suv qolsa uzoq vaqt, keyin oxir-oqibat suv butunlay bug'lanadi. Aniqroq aytganda, u bug'lanadi. Bug'lanish nima va u nima uchun sodir bo'ladi?

Bug'lanish va kondensatsiya

Belgilangan haroratda suyuqlik molekulalari mavjud turli tezliklarda. Ko'pgina molekulalarning tezligi ma'lum bir o'rtacha qiymatga yaqin (bu haroratga xosdir). Ammo shunday molekulalar borki, ularning tezligi o'rtachadan sezilarli darajada farq qiladi, ham kichikroq, ham kattaroqdir.

Shaklda. 1-rasmda suyuqlik molekulalarining tezlik bo'yicha taqsimlanishining taxminiy grafigi ko'rsatilgan. Moviy fonda tezliklari o'rtacha qiymat atrofida guruhlangan molekulalarning aksariyati ko'rsatilgan. Grafikning qizil "dumi" kichik miqdordagi "tezkor" molekulalar bo'lib, ularning tezligi suyuqlik molekulalarining asosiy qismining o'rtacha tezligidan sezilarli darajada oshadi.

Guruch. 1. Molekulalarning tezlik bo'yicha taqsimlanishi

Bunday juda tez molekula suyuqlikning erkin yuzasida (ya'ni, suyuqlik va havo o'rtasidagi chegarada) o'zini ko'rsa, bu molekulaning kinetik energiyasi boshqa molekulalarning jozibador kuchlarini yengish va suyuqlikdan uchib ketish uchun etarli bo'lishi mumkin. . Bu jarayon va bor bug'lanish, va molekulalar suyuqlikdan chiqadi bug '.

Shunday qilib, bug'lanish - suyuqlikning erkin yuzasida paydo bo'ladigan suyuqlikni bug'ga aylantirish jarayoni(da maxsus shartlar Suyuqlikning bug'ga aylanishi suyuqlikning butun hajmida sodir bo'lishi mumkin. Bu jarayon sizga yaxshi ma'lum - shunday qaynash).

Biroz vaqt o'tgach, bug 'molekulasi yana suyuqlikka qaytishi mumkin.

Bug 'molekulalarining suyuqlikka o'tish jarayoni kondensatsiya deb ataladi. Bug 'kondensatsiyasi suyuqlik bug'lanishining teskari jarayonidir.

Dinamik muvozanat

Agar suyuqlik bo'lgan idish germetik tarzda yopilsa nima bo'ladi? Suyuqlik yuzasi ustidagi bug 'zichligi o'sa boshlaydi; bug 'zarralari boshqa suyuqlik molekulalarining chiqib ketishiga tobora ko'proq xalaqit beradi va bug'lanish tezligi pasaya boshlaydi. Shu bilan birga, kondensatsiya tezligi oshadi, chunki bug 'kontsentratsiyasi ortishi bilan suyuqlikka qaytib keladigan molekulalar soni ko'payadi.

Nihoyat, bir nuqtada kondensatsiya tezligi bug'lanish tezligiga teng bo'ladi. Keladi dinamik muvozanat suyuqlik va bug 'o'rtasida: vaqt birligida suyuqlikdan bug'dan qaytib kelgan molekulalarning bir xil soni uchib chiqadi. Shu paytdan boshlab suyuqlik miqdori kamayishni to'xtatadi va bug' miqdori o'sishni to'xtatadi; bug '"to'yinganlik" ga etadi.

To'yingan bug' o'z suyuqligi bilan dinamik muvozanat holatida bo'lgan bug'dir. Suyuqlik bilan dinamik muvozanat holatiga erishmagan bug 'to'yinmagan deb ataladi.

To'yingan bug'ning bosimi va zichligi va bilan belgilanadi. Shubhasiz, va ma'lum bir haroratda bug 'bo'lishi mumkin bo'lgan maksimal bosim va zichlikdir. Boshqacha qilib aytganda, to'yingan bug'ning bosimi va zichligi har doim to'yinmagan bug'ning bosimi va zichligidan oshib ketadi.

To'yingan bug'ning xossalari

Ma'lum bo'lishicha, to'yingan bug'ning holatini (va undan ham ko'proq to'yinmagan bug'ning) ideal gaz holati tenglamasi (Mendeleev-Klapeyron tenglamasi) bilan tasvirlash mumkin. Xususan, bizda to'yingan bug 'bosimi va uning zichligi o'rtasida taxminiy bog'liqlik mavjud:

(1)

Bu juda ajoyib fakt, tajriba bilan tasdiqlangan. Haqiqatan ham, uning xususiyatlarida to'yingan bug' ideal gazdan sezilarli darajada farq qiladi. Keling, ushbu farqlarning eng muhimlarini sanab o'tamiz.

1. Doimiy haroratda to'yingan bug'ning zichligi uning hajmiga bog'liq emas.

Agar, masalan, to'yingan bug 'izotermik siqilgan bo'lsa, unda birinchi daqiqada uning zichligi ortadi, kondensatsiya tezligi bug'lanish tezligidan oshadi va bug'ning bir qismi suyuqlikka kondensatsiyalanadi - dinamik muvozanat yana paydo bo'lgunga qadar, bug' hosil bo'ladi. zichligi avvalgi qiymatiga qaytadi.

Xuddi shunday, to'yingan bug'ning izotermik kengayishi paytida uning zichligi dastlab pasayadi (bug 'to'yinmagan bo'ladi), bug'lanish tezligi kondensatsiya tezligidan oshadi va suyuqlik yana dinamik muvozanat o'rnatilguncha bug'lanadi - ya'ni. bug' yana bir xil zichlikda to'yingan bo'lguncha.

2. To'yingan bug'ning bosimi uning hajmiga bog'liq emas.

Bu shuni anglatadiki, to'yingan bug'ning zichligi hajmga bog'liq emas va bosim (1) tenglama bo'yicha zichlikka yagona bog'liqdir.

Ko'rib turganimizdek, Boyl-Mariotte qonuni, amal qiladi ideal gazlar, toʻyingan bugʻ uchun amal qilmaydi. Buning ajablanarli joyi yo'q - axir, u Mendeleyev-Klapeyron tenglamasidan gazning massasi doimiy bo'lib qoladi degan faraz ostida olingan.

3. Doimiy hajmda to'yingan bug'ning zichligi harorat oshishi bilan ortadi va haroratning pasayishi bilan kamayadi..

Haqiqatan ham, harorat oshishi bilan suyuqlikning bug'lanish tezligi oshadi.

Birinchi daqiqada dinamik muvozanat buziladi va suyuqlikning bir qismining qo'shimcha bug'lanishi sodir bo'ladi. Bu juftlik dinamik muvozanat qayta tiklanmaguncha qo'shiladi.

Xuddi shunday, haroratning pasayishi bilan suyuqlikning bug'lanish tezligi sekinlashadi va bug'ning bir qismi dinamik muvozanat tiklanmaguncha kondensatsiyalanadi - lekin kamroq bug' bilan.

Shunday qilib, to'yingan bug 'izokorik tarzda qizdirilganda yoki sovutilganda, uning massasi o'zgaradi, shuning uchun Charlz qonuni bu holatda ishlamaydi. To'yingan bug' bosimining haroratga bog'liqligi endi chiziqli funktsiya bo'lmaydi.

4. To'yingan bug 'bosimi harorat bilan chiziqlidan tezroq ortadi.

Aslida, harorat ortishi bilan to'yingan bug'ning zichligi ortadi va (1) tenglamaga muvofiq bosim zichlik va harorat mahsulotiga proportsionaldir.

To'yingan bug' bosimining haroratga bog'liqligi eksponensialdir (2-rasm). U grafikning 1-2 bo'limi bilan ifodalanadi. Bu qaramlikni ideal gaz qonunlaridan kelib chiqib bo'lmaydi.

Guruch. 2. Bug' bosimining haroratga bog'liqligi

2-nuqtada barcha suyuqlik bug'lanadi; haroratning yanada oshishi bilan bug 'to'yinmagan bo'ladi va uning bosimi Charlz qonuniga muvofiq chiziqli ravishda oshadi (2-3-bo'lim).

Eslatib o'tamiz, ideal gaz bosimining chiziqli o'sishi molekulalarning tomir devorlariga ta'sir qilish intensivligining oshishi bilan bog'liq. To'yingan bug' qizdirilganda, molekulalar nafaqat qattiqroq, balki tez-tez ura boshlaydi - chunki bug' kattalashadi. Ushbu ikki omilning bir vaqtning o'zida ta'siri to'yingan bug 'bosimining eksponensial oshishiga olib keladi.

Havoning namligi

Mutlaq namlik havodagi suv bug'ining qisman bosimi (ya'ni, boshqa gazlar bo'lmaganda suv bug'ining o'z-o'zidan ta'sir qiladigan bosimi). Ba'zan mutlaq namlik havodagi suv bug'ining zichligi deb ham ataladi.

Nisbiy namlik- bu undagi suv bug'ining qisman bosimining bir xil haroratdagi to'yingan suv bug'ining bosimiga nisbati. Odatda, bu nisbat foiz sifatida ifodalanadi:

Mendeleyev-Klapeyron tenglamasidan (1) bug’ bosimining nisbati zichlik nisbatiga teng ekanligi kelib chiqadi. (1) tenglamaning o'zi, eslaymizki, to'yingan bug'ni faqat taxminan tasvirlaydi, bizda taxminiy munosabat mavjud:

Havoning namligini o'lchaydigan asboblardan biri psixometr. U ikkita termometrni o'z ichiga oladi, ulardan birining rezervuari nam mato bilan o'ralgan. Namlik qanchalik past bo'lsa, matodan suvning bug'lanishi qanchalik kuchli bo'lsa, "ho'l" termometrning rezervuari shunchalik ko'p soviydi va uning ko'rsatkichlari va quruq termometr ko'rsatkichlari o'rtasidagi farq shunchalik katta bo'ladi. Bu farqdan havo namligi maxsus psikrometrik jadval yordamida aniqlanadi.

Qaynatgandan keyin suvning harorati ko'tarilishni to'xtatadi va to'liq bug'lanib ketguncha o'zgarishsiz qoladi. Bug'lanish - bu qaynayotgan suyuqlik bilan bir xil haroratga ega bo'lgan suyuqlik holatidan bug'ga o'tish jarayoni. Bu bug'lanish to'yingan bug' deb ataladi. Barcha suv bug'langandan so'ng, har qanday keyingi issiqlik qo'shilishi haroratni oshiradi. To'yingan darajadan oshib ketgan qizdirilgan bug 'o'ta qizdirilgan deb ataladi. Sanoat ilovalari odatda isitish, pishirish, quritish yoki boshqa protseduralar uchun to'yingan bug'dan foydalanadi. Superheated faqat turbinalar uchun ishlatiladi. Har xil turlar juftlar turli xil almashinuv potentsial energiyalariga ega va bu ularning butunlay boshqa maqsadlarda ishlatilishini oqlaydi.

Steam uchta jismoniy holatdan biri sifatida

Bug'ning xususiyatlarini yaxshiroq tushunishga moddaning umumiy molekulyar va atom tuzilishini tushunish va bu bilimlarni muz, suv va bug'ga qo'llash orqali erishish mumkin. Molekula har qanday element yoki birikmaning eng kichik birligidir. Bu, o'z navbatida, vodorod va kislorod kabi asosiy elementlarni tashkil etuvchi atomlar deb ataladigan kichikroq zarralardan iborat. Ushbu atom elementlarning o'ziga xos birikmalari moddalarning ulanishini ta'minlaydi. Ushbu birikmalardan biri taqdim etiladi kimyoviy formula H 2 O, uning molekulalari 2 vodorod atomi va 1 kislorod atomidan iborat. Uglerod ham juda ko'p va barchaning asosiy tarkibiy qismidir organik moddalar. Ko'pchilik minerallar fazalar deb ataladigan uchta jismoniy holatda (qattiq, suyuq va bug') mavjud bo'lishi mumkin.

Bug 'hosil qilish jarayoni

Suv harorati qaynash nuqtasiga yaqinlashganda, ba'zi molekulalar paydo bo'ladi etarli miqdor qaytishdan oldin sirt ustidagi bo'shliqda suyuqlikdan bir lahzada ajralib chiqishga imkon beradigan tezlikka erishish uchun kinetik energiya. Keyinchalik qizdirish ko'proq qo'zg'alishga olib keladi va suyuqlikni tark etishni xohlaydigan molekulalar soni ortadi. Atmosfera bosimida to'yinganlik harorati 100 ° C ni tashkil qiladi. Bu bosimdagi qaynash nuqtasi bo'lgan bug' quruq to'yingan bug' deb ataladi. Muzdan suvga faza o'zgarishi kabi, bug'lanish jarayoni ham teskari (kondensatsiya) bo'ladi. Kritik nuqta - bu suv suyuqlik bo'lib qolishi mumkin bo'lgan eng yuqori haroratdir. Bu nuqtadan yuqorida bug'ni gaz deb hisoblash mumkin. Gaz holati diffuz holatga o'xshaydi, bunda molekulalar deyarli cheksiz harakatlanish imkoniyatiga ega.

O‘zgaruvchilar munosabati

Belgilangan haroratda mavjud ma'lum bosim suyuq suv bilan muvozanatda bo'lgan bug '. Agar bu ko'rsatkich oshsa, bug 'haddan tashqari qizib ketadi va quruq deb ataladi. Bosim va harorat o'rtasida bog'liqlik mavjud: bir qiymatni bilib, boshqasini aniqlashingiz mumkin. Bug'ning holati uchta o'zgaruvchi bilan belgilanadi: bosim, harorat va hajm. Quruq to'yingan bug' - bug' va suv bir vaqtning o'zida mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan holat. Boshqacha qilib aytganda, bu bug'lanish tezligi kondensatsiya tezligiga teng bo'lganda sodir bo'ladi.

To`yingan bug` va uning xossalari

To'yingan bug'ning xususiyatlarini muhokama qilganda, u ko'pincha ideal gaz bilan taqqoslanadi. Ularda umumiy narsa bormi yoki bu shunchaki noto'g'ri tushunchami? Birinchidan, doimiy harorat darajasida zichlik hajmga bog'liq emas. Vizual ravishda buni quyidagicha tasavvur qilish mumkin: siz bug 'idishi hajmini o'zgartirmasdan vizual ravishda kamaytirishingiz kerak. harorat ko'rsatkichlari. Kondensatsiyalangan molekulalar soni bug'langanlar sonidan oshib ketadi va bug' muvozanat holatiga qaytadi. Natijada, zichlik doimiy parametr bo'ladi. Ikkinchidan, bosim va hajm kabi xususiyatlar bir-biriga bog'liq emas. Uchinchidan, hajmli xususiyatlarning o'zgarmasligini hisobga olgan holda, molekulalarning zichligi harorat ko'tarilganda ortadi, pasayganda esa kichikroq bo'ladi. Aslida, qizdirilganda suv tezroq bug'lana boshlaydi. Bunday holda, muvozanat buziladi va bug 'zichligi avvalgi pozitsiyalariga qaytmaguncha tiklanmaydi. Kondensatsiya paytida, aksincha, to'yingan bug'ning zichligi pasayadi. Ideal gazdan farqli o'laroq, to'yingan bug'ni yopiq tizim deb atash mumkin emas, chunki u doimo suv bilan aloqa qiladi.

Isitishning afzalliklari

To'yingan deb ataladi toza bug ' suyuq suv bilan bevosita aloqada. Ayniqsa, yuqori haroratlarda (100 ° C dan yuqori) issiqlik energiyasining ajoyib manbai bo'lgan ko'plab xususiyatlarga ega. Ulardan ba'zilari:

Har xil turdagi bug'lar

Bug 'suvning gazsimon fazasidir. U hosil bo'lishi va chiqishi paytida issiqlikdan foydalanadi katta miqdorda shundan keyin issiqlik. Shuning uchun u
issiqlik dvigatellari uchun ishchi modda sifatida foydalanish mumkin. Quyidagi holatlar ma'lum: nam to'yingan, quruq to'yingan va qizib ketgan. Issiqlik almashtirgichlarda sovutish suvi sifatida to'yingan bug' o'ta qizigan bug'dan afzalroqdir. Quvurlardan atmosferaga chiqarilganda, uning bir qismi kondensatsiyalanib, mayda suv tomchilarini o'z ichiga olgan oq, nam bug'lanish bulutlarini hosil qiladi. Haddan tashqari qizib ketgan bug', hatto atmosfera bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilganda ham, kondensatsiyaga duchor bo'lmaydi. Haddan tashqari qizib ketgan holatda, u molekulyar harakatning tezlashishi va zichligi pastligi tufayli ko'proq issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'ladi. Namlikning mavjudligi cho'kindilikka, korroziyaga va qozonlarning yoki boshqa issiqlik almashinuvi uskunalarining ishlash muddatini qisqartirishga olib keladi. Shuning uchun, quruq bug 'ishlab chiqarilishiga afzallik beriladi ko'proq energiya va korroziyaga olib kelmaydi.

Quruq va boy: qarama-qarshilik nima?

Ko'p odamlar "quruq" va "boy" atamalari bilan chalkashib ketishadi. Qanday qilib bir narsa bir vaqtning o'zida ikkalasi ham bo'lishi mumkin? Javob biz foydalanadigan terminologiyada. "Quruq" atamasi namlikning yo'qligi, ya'ni "ho'l emas" bilan bog'liq. "To'yingan" "namlangan", "namlangan", "suv bosgan", "to'lib ketgan" va hokazo. Bularning barchasi qarama-qarshilikni tasdiqlagandek tuyuladi. Biroq, bug 'texnikasida "to'yingan" atamasi boshqa ma'noga ega va bu kontekstda qaynatish sodir bo'lgan holatni anglatadi. Shunday qilib, qaynash sodir bo'ladigan harorat texnik jihatdan to'yinganlik harorati deb ataladi. Bu kontekstdagi quruq bug 'namlikni o'z ichiga olmaydi. Qaynayotgan choynakni kuzatsangiz, choynakning nayidan oq bug‘ chiqayotganini ko‘rishingiz mumkin. Aslida, bu quruq, rangsiz bug 'va ho'l bug'ning aralashmasi bo'lib, yorug'likni aks ettiruvchi va rangga aylangan suv tomchilarini o'z ichiga oladi. oq rang. Shuning uchun "quruq to'yingan bug'" atamasi bug'ning suvsizlanishi va qizib ketmasligini anglatadi. Suyuq zarrachalardan xoli bo'lib, u umumiy gaz qonunlariga rioya qilmaydigan gaz holatidagi moddadir.