როგორ განვსაზღვროთ აორთქლების სითბო. წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბოს განსაზღვრა

წვნიანის დუღილის ტემპერატურა იცი როგორია? 100˚С. Არც მეტი არც ნაკლები. იმავე ტემპერატურაზე ქვაბი ადუღდება და მაკარონი იხარშება. Რას ნიშნავს?

რატომ ხდება, რომ როდესაც ქვაბი ან ქვაბი გამუდმებით თბება დამწვარი გაზით, შიგნით წყლის ტემპერატურა ას გრადუსზე მაღლა არ ადის? ფაქტია, რომ როდესაც წყალი ას გრადუსამდე ტემპერატურას მიაღწევს, მთელი შემომავალი თერმული ენერგია იხარჯება წყლის აირისებრ მდგომარეობაში გადასვლაზე, ანუ აორთქლებაზე. ას გრადუსამდე აორთქლება ძირითადად ზედაპირიდან ხდება და ამ ტემპერატურის მიღწევისას წყალი დუღს. ადუღება ასევე აორთქლებაა, მაგრამ მხოლოდ სითხის მთელ მოცულობაში. ბუშტები ცხელი ორთქლით წარმოიქმნება წყალში და, რადგან წყალზე მსუბუქია, ეს ბუშტები ზედაპირზე იშლება და მათგან ორთქლი აორთქლდება ჰაერში.

გაცხელებისას წყლის ტემპერატურა ას გრადუსამდე იწევს. ასი გრადუსის შემდეგ, შემდგომი გაცხელებით, წყლის ორთქლის ტემპერატურა გაიზრდება. მაგრამ სანამ მთელი წყალი ას გრადუსზე არ ადუღდება, მისი ტემპერატურა არ გაიზრდება, რამდენი ენერგიაც არ უნდა გამოიყენოთ. ჩვენ უკვე გავარკვიეთ, სად მიდის ეს ენერგია - წყლის აირის მდგომარეობაში გადასვლამდე. მაგრამ რადგან ასეთი ფენომენი არსებობს, ეს ნიშნავს, რომ უნდა იყოს ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც აღწერს ამ მოვლენას.და ასეთი ღირებულება არსებობს. მას აორთქლების სპეციფიკური სითბო ეწოდება.

წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო

აორთქლების სპეციფიკური სითბო არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც აჩვენებს სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა 1 კგ სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის დუღილის წერტილში. აორთქლების სპეციფიკური სითბო აღინიშნება ასო L. და საზომი ერთეულია ჯოული თითო კილოგრამზე (1 ჯ/კგ).

აორთქლების სპეციფიკური სითბო შეგიძლიათ იხილოთ ფორმულიდან:

სადაც Q არის სითბოს რაოდენობა,
მ არის სხეულის წონა.

სხვათა შორის, ფორმულა იგივეა, რაც შერწყმის სპეციფიკური სითბოს გამოანგარიშებისთვის, განსხვავება მხოლოდ აღნიშვნაშია. λ და ლ

ექსპერიმენტულად იქნა ნაპოვნი სხვადასხვა ნივთიერების აორთქლების სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობები და შედგენილია ცხრილები, საიდანაც შეგიძლიათ იპოვოთ მონაცემები თითოეული ნივთიერებისთვის. ამრიგად, წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო ტოლია 2.3*106 ჯ/კგ. ეს ნიშნავს, რომ ყოველ კილოგრამ წყალზე აუცილებელია ენერგიის ოდენობის დახარჯვა, რომელიც ტოლია 2,3 * 106 ჯ, რათა ის ორთქლად იქცეს. მაგრამ ამავდროულად, წყალს უკვე უნდა ჰქონდეს დუღილის წერტილი. თუ წყალი თავდაპირველად უფრო დაბალ ტემპერატურაზე იყო, მაშინ აუცილებელია გამოვთვალოთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭირო იქნება წყლის ას გრადუსამდე გასათბობად.

რეალურ პირობებში ხშირად საჭიროა სითბოს საჭირო რაოდენობის განსაზღვრა ნებისმიერი სითხის გარკვეული მასის ორთქლად გადაქცევა,ამიტომ, უფრო ხშირად თქვენ უნდა გაუმკლავდეთ ფორმის ფორმულას: Q = Lm და კონკრეტული ნივთიერებისთვის აორთქლების სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობები აღებულია მზა ცხრილებიდან.

§§ 2.5 და 7.2-დან გამომდინარეობს, რომ აორთქლებისას ნივთიერების შინაგანი ენერგია იზრდება, ხოლო კონდენსაციის დროს ის მცირდება. ვინაიდან ამ პროცესების დროს სითხისა და მისი ორთქლის ტემპერატურა შეიძლება თანაბარი იყოს, ნივთიერების შიდა ენერგიის ცვლილება ხდება მხოლოდ მოლეკულების პოტენციური ენერგიის ცვლილების გამო. ასე რომ, იმავე ტემპერატურაზე, სითხის ერთეული მასის ნაკლები შიდა ენერგია აქვს, ვიდრე მისი ორთქლის ერთეული მასა.

გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ აორთქლების დროს ნივთიერების სიმკვრივე მნიშვნელოვნად მცირდება, ხოლო ნივთიერების მიერ დაკავებული მოცულობა იზრდება. ამიტომ, აორთქლების დროს, მუშაობა უნდა განხორციელდეს გარე წნევის ძალების წინააღმდეგ. ამრიგად, ენერგია, რომელიც უნდა გადაეცეს სითხეს, რათა ის ორთქლად გარდაიქმნას მუდმივ ტემპერატურაზე, ნაწილობრივ გამოიყენება ნივთიერების შიდა ენერგიის გასაზრდელად და ნაწილობრივ მისი გაფართოების პროცესში გარე ძალების წინააღმდეგ მუშაობის შესასრულებლად.

პრაქტიკაში, სითბოს გაცვლის პროცესში სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის მას სითბო მიეწოდება. სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის მუდმივ ტემპერატურაზე, ეწოდება აორთქლების სითბო. როდესაც ორთქლი თხევად იქცევა, საჭიროა მისგან სითბოს მოცილება, რასაც კონდენსაციის სითბოს უწოდებენ. თუ გარე პირობები ერთნაირია, მაშინ ერთი და იგივე ნივთიერების თანაბარი მასებით, აორთქლების სითბო უდრის კონდენსაციის სითბოს.

კალორიმეტრის გამოყენებით დადგინდა, რომ აორთქლების სიცხე პირდაპირპროპორციულია ორთქლად გარდაქმნილი სითხის მასისა.

აქ არის პროპორციულობის კოეფიციენტი, რომლის ღირებულება დამოკიდებულია სითხის ტიპზე და გარე პირობებზე.

რაოდენობას, რომელიც ახასიათებს აორთქლების სითბოს დამოკიდებულებას ნივთიერების ტიპზე და გარე პირობებზე, ეწოდება აორთქლების სპეციფიკური სითბო. აორთქლების სპეციფიკური სითბო იზომება სითბოს რაოდენობით, რომელიც საჭიროა სითხის ერთეული მასის ორთქლად გადაქცევისთვის მუდმივ ტემპერატურაზე:

SI-ში ერთეული მიიღება სითხის აორთქლების სპეციფიკურ სითბოდ, რომელიც მოითხოვს 1 J სითბოს 1 კგ სითხის ორთქლად გადაქცევას მუდმივ ტემპერატურაზე. (აჩვენეთ ეს ფორმულის გამოყენებით (7.1a).)

მაგალითად, აღვნიშნავთ, რომ წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო ტემპერატურაზე (100°C) უდრის

ვინაიდან აორთქლება შეიძლება მოხდეს სხვადასხვა ტემპერატურაზე, ჩნდება კითხვა: შეიცვლება თუ არა ნივთიერების აორთქლების სპეციფიკური სითბო? გამოცდილება აჩვენებს, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად მცირდება აორთქლების სპეციფიკური სითბო. ეს იმიტომ ხდება, რომ გაცხელებისას ყველა სითხე ფართოვდება. მოლეკულებს შორის მანძილი იზრდება და მოლეკულური ურთიერთქმედების ძალები მცირდება. გარდა ამისა, რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია თხევადი მოლეკულების საშუალო ენერგია და მით უფრო ნაკლები ენერგია სჭირდება მათ დამატებას, რათა შეძლონ სითხის ზედაპირის მიღმა ფრენა.

დუღილი არის ინტენსიური აორთქლება, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც სითხე თბება არა მხოლოდ ზედაპირიდან, არამედ მის შიგნითაც.

დუღილი ხდება სითბოს შეწოვით.
მიწოდებული სითბოს უმეტესი ნაწილი იხარჯება ნივთიერების ნაწილაკებს შორის კავშირების გაწყვეტაზე, დანარჩენი - ორთქლის გაფართოების დროს შესრულებულ სამუშაოზე.
შედეგად, ორთქლის ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედების ენერგია უფრო დიდი ხდება, ვიდრე თხევადი ნაწილაკებს შორის, ამიტომ ორთქლის შიდა ენერგია უფრო მეტია, ვიდრე სითხის შიდა ენერგია იმავე ტემპერატურაზე.
დუღილის პროცესში სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის საჭირო სითბოს რაოდენობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:

სადაც m არის სითხის მასა (კგ),
L არის აორთქლების სპეციფიკური სითბო.

აორთქლების სპეციფიკური სიცხე გვიჩვენებს, თუ რამდენი სითბოა საჭირო დუღილის წერტილში მოცემული ნივთიერების 1 კგ ორთქლად გადაქცევისთვის. აორთქლების სპეციფიკური სითბოს ერთეული SI სისტემაში:
[L] = 1 ჯ/კგ
წნევის მატებასთან ერთად იზრდება სითხის დუღილის წერტილი და მცირდება აორთქლების სპეციფიკური სითბო და პირიქით.

ადუღების დროს სითხის ტემპერატურა არ იცვლება.
დუღილის წერტილი დამოკიდებულია სითხეზე განხორციელებულ წნევაზე.
თითოეულ ნივთიერებას ერთი და იგივე წნევის დროს აქვს თავისი დუღილის წერტილი.
ატმოსფერული წნევის მატებასთან ერთად, დუღილი იწყება უფრო მაღალ ტემპერატურაზე, ხოლო წნევის შემცირებით, პირიქით.
მაგალითად, წყალი ადუღდება 100 °C ტემპერატურაზე მხოლოდ ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს.

რა ხდება სითხეში ადუღებისას?

დუღილი არის სითხის ორთქლზე გადასვლა სითხეში ორთქლის ბუშტების უწყვეტი წარმოქმნით და ზრდით, რომელშიც სითხე აორთქლდება. გათბობის დასაწყისში წყალი გაჯერებულია ჰაერით და არის ოთახის ტემპერატურაზე. როდესაც წყალი თბება, მასში გახსნილი გაზი გამოიყოფა ჭურჭლის ძირში და კედლებზე, წარმოქმნის ჰაერის ბუშტებს. ისინი იწყებენ გამოჩენას ადუღებამდე დიდი ხნით ადრე. წყალი ორთქლდება ამ ბუშტებში. ორთქლით სავსე ბუშტი იწყებს შეშუპებას საკმარისად მაღალ ტემპერატურაზე.

გარკვეულ ზომას მიაღწია, ის იშლება ქვემოდან, ამოდის წყლის ზედაპირზე და იფეთქებს. ამ შემთხვევაში, ორთქლი ტოვებს სითხეს. თუ წყალი საკმარისად არ თბება, ორთქლის ბუშტი, რომელიც ცივ ფენებში ამოდის, იშლება. წყლის შედეგად მიღებული რყევები იწვევს დიდი რაოდენობით მცირე ჰაერის ბუშტების გამოჩენას წყლის მთელ მოცულობაში: ეგრეთ წოდებული "თეთრი გასაღები".

ჭურჭლის ბოლოში მოცულობის მქონე ჰაერის ბუშტზე მოქმედებს ამწევი ძალა:
დამფინანსებელი = Farchimedes - Fgravity
ბუშტი დაჭერილია ქვევით, რადგან არ მოქმედებს წნევის ძალები ქვედა ზედაპირზე. როდესაც თბება, ბუშტი ფართოვდება მასში გაზის გამოყოფის გამო და იშლება ქვემოდან, როდესაც ამწევი ძალა ოდნავ აღემატება დაჭერის ძალას. ბუშტის ზომა, რომელსაც შეუძლია ფსკერიდან მოშორება, დამოკიდებულია მის ფორმაზე. ბოლოში ბუშტების ფორმა განისაზღვრება ჭურჭლის ფსკერის დასველებადობით.

ბოლოში ბუშტების დატენვისა და შერწყმის არაერთგვაროვნებამ გამოიწვია მათი ზომის ზრდა. დიდი ზომის ბუშტებით, მის უკან აწევისას, იქმნება სიცარიელეები, რღვევები და ტურბულენტები.

როდესაც ბუშტი იფეთქებს, მის გარშემო არსებული მთელი სითხე შემოდის შიგნით და ქმნის რგოლურ ტალღას. დახურვისას ისვრის წყლის სვეტს.

როდესაც აფეთქებული ბუშტები იშლება, სითხეში ვრცელდება ულტრაბგერითი სიხშირის დარტყმითი ტალღები, რასაც თან ახლავს ხმოვანი ხმაური. დუღილის საწყისი ეტაპები ხასიათდება ყველაზე ხმამაღალი და მაღალი ხმებით („თეთრი გასაღების“ ეტაპზე ქვაბი „მღერის“).

(წყარო: virlib.eunnet.net)

წყლის მდგომარეობებში ცვლილებების ტემპერატურის განრიგი

შეხედე წიგნების თაროს!

საინტერესოა

რატომ აკეთებენ ნახვრეტს ჩაიდანის სახურავზე?
ორთქლის გასათავისუფლებლად. სახურავზე ხვრელის გარეშე, ორთქლს შეუძლია ქვაბის ჭურვიდან წყალი გამოასხას.
___

კარტოფილის მოხარშვის ხანგრძლივობა, ადუღების მომენტიდან დაწყებული, არ არის დამოკიდებული გამათბობელის სიმძლავრეზე. ხანგრძლივობა განისაზღვრება იმ დროით, როდესაც პროდუქტი რჩება დუღილის წერტილში.
გამათბობლის სიმძლავრე გავლენას არ ახდენს დუღილის წერტილზე, მაგრამ გავლენას ახდენს მხოლოდ წყლის აორთქლების სიჩქარეზე.

ადუღებამ შეიძლება გამოიწვიოს წყლის გაყინვა. ამისთვის საჭიროა ჰაერისა და წყლის ორთქლის ამოტუმბვა ჭურჭლიდან, სადაც წყალი მდებარეობს, რათა წყალი მუდმივად ადუღდეს.

”ქოთნები ადვილად იხარშება კიდეზე - ცუდი ამინდი!”
ატმოსფერული წნევის ვარდნა, რომელიც თან ახლავს ამინდის გაუარესებას, არის მიზეზი იმისა, რომ რძე უფრო სწრაფად "გარბის".
___

ძალიან ცხელი მდუღარე წყლის მიღება შესაძლებელია ღრმა მაღაროების ფსკერზე, სადაც ჰაერის წნევა გაცილებით მეტია, ვიდრე დედამიწის ზედაპირზე. ასე რომ, 300 მ სიღრმეზე წყალი ადუღდება 101 ͦ C-ზე. ჰაერის წნევა 14 ატმოსფეროზე, წყალი დუღს 200 ͦ C-ზე.
საჰაერო ტუმბოს ზარის ქვეშ შეგიძლიათ მიიღოთ "მდუღარე წყალი" 20 ͦ C ტემპერატურაზე.
მარსზე ჩვენ ვსვამდით "მდუღარე წყალს" 45 ͦ C ტემპერატურაზე.
მარილიანი წყალი დუღს 100 ͦ C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე. ___

მთიან რეგიონებში მნიშვნელოვან სიმაღლეებზე და დაბალ ატმოსფერულ წნევაზე წყალი დუღს 100 ͦ ცელსიუსზე დაბალ ტემპერატურაზე.

ასეთი კერძის მოხარშვას უფრო მეტი დრო სჭირდება.

ჩაასხით ცოტა ცივი წყალი... და ადუღდება!

როგორც წესი, წყალი ადუღდება 100 გრადუს ცელსიუსზე. კოლბაში წყალი ცეცხლზე გააცხელეთ ადუღებამდე. გამორთეთ სანთელი. წყალი აჩერებს დუღილს. დახურეთ კოლბა საცობით და დაიწყეთ ცივი წყლის ნაკადად ჩასხმა საცობზე. როგორია? წყალი ისევ ადუღდება!

ცივი წყლის ნაკადის ქვეშ, კოლბაში წყალი და მასთან ერთად წყლის ორთქლი იწყებს გაციებას.
ორთქლის მოცულობა მცირდება და წყლის ზედაპირის ზემოთ წნევა იცვლება...
რომელი მიმართულება გგონიათ?
... შემცირებული წნევით წყლის დუღილის წერტილი 100 გრადუსზე ნაკლებია და კოლბაში წყალი ისევ ადუღდება!
____

ხარშვისას ტაფაში წნევა – „წნევის გაზქურა“ – დაახლოებით 200 კპაა და ასეთ ტაფაში წვნიანი გაცილებით სწრაფად იხარშება.

შეგიძლიათ შპრიცი აავსოთ წყლით დაახლოებით ნახევრამდე, დახუროთ იგი იმავე საცობით და მკვეთრად გამოწიოთ დგუში. წყალში ბუშტების მასა გამოჩნდება, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ წყლის დუღილის პროცესი დაიწყო (და ეს ოთახის ტემპერატურაზეა!).
___

როდესაც ნივთიერება გადადის აირისებრ მდგომარეობაში, მისი სიმკვრივე მცირდება დაახლოებით 1000-ჯერ.
___

პირველ ელექტრო ქვაბებს ქვედა ქვეშ გამათბობლები ჰქონდათ. წყალი არ შეხებია გამათბობელთან და ძალიან დიდი დრო დასჭირდა ადუღებას. 1923 წელს არტურ ლარგმა აღმოჩენა გააკეთა: მან სპეციალური სპილენძის მილში ჩადო გამათბობელი და ჩაიდანში მოათავსა. წყალი სწრაფად დუღდა.

გამაგრილებელი სასმელების თვითგაგრილების ქილა შემუშავებულია აშშ-ში. ქილას აქვს განყოფილება, რომელშიც ჩაშენებულია დაბალი დუღილის სითხე. თუ კაფსულას ცხელ დღეს დააქუცმაცებთ, სითხე სწრაფად დაიწყებს ადუღებას, სითბოს წაართმევს ქილის შიგთავსს და 90 წამში სასმელის ტემპერატურა ეცემა 20-25 გრადუს ცელსიუსამდე.

კარგად, რატომ ასე?

როგორ ფიქრობთ, შესაძლებელია თუ არა კვერცხის მოხარშვა, თუ წყალი ადუღდება 100 გრადუსზე დაბალ ტემპერატურაზე?
____

ადუღდება თუ არა წყალი ქვაბში, რომელიც ცურავს სხვა მდუღარე წყალში?
რატომ?

___

შესაძლებელია თუ არა წყლის ადუღება გაცხელების გარეშე?

ეს ცოდნა სწრაფად ქრება და თანდათან ადამიანები წყვეტენ ყურადღებას ნაცნობი ფენომენების არსს. ზოგჯერ სასარგებლოა თეორიული ცოდნის გახსენება.

განმარტება

რა არის დუღილი? ეს არის ფიზიკური პროცესი, რომლის დროსაც ინტენსიური აორთქლება ხდება როგორც სითხის თავისუფალ ზედაპირზე, ასევე მის სტრუქტურის შიგნით. დუღილის ერთ-ერთი ნიშანია ბუშტების წარმოქმნა, რომელიც შედგება გაჯერებული ორთქლისა და ჰაერისგან.

აღსანიშნავია ისეთი კონცეფციის არსებობა, როგორიცაა დუღილის წერტილი. ორთქლის წარმოქმნის სიჩქარე ასევე დამოკიდებულია წნევაზე. ის მუდმივი უნდა იყოს. ზოგადად, თხევადი ქიმიკატების მთავარი მახასიათებელია მათი დუღილის წერტილი ნორმალურ ატმოსფერულ წნევაზე. თუმცა, ამ პროცესზე ასევე შეიძლება გავლენა იქონიოს ისეთი ფაქტორებით, როგორიცაა ხმის ტალღების ინტენსივობა და ჰაერის იონიზაცია.

წყლის დუღილის ეტაპები

1. ორთქლი აუცილებლად დაიწყებს წარმოქმნას ისეთი პროცედურის დროს, როგორიცაა გათბობა. ადუღება გულისხმობს სითხის გავლას 4 ეტაპად:
2. ჭურჭლის ძირში, ასევე მის კედლებზე იწყება პატარა ბუშტების წარმოქმნა. ეს იმის შედეგია, რომ მასალის ბზარები, საიდანაც კონტეინერი მზადდება, შეიცავს ჰაერს, რომელიც ფართოვდება მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ.
3. ბუშტები იწყებენ მოცულობის ზრდას, რის შედეგადაც ისინი იშლება წყლის ზედაპირზე. თუ სითხის ზედა ფენა ჯერ კიდევ არ არის მიღწეული დუღილის წერტილამდე, ღრუები იძირება ბოლოში, რის შემდეგაც ისინი კვლავ იწყებენ სწრაფვას ზემოთ. ეს პროცესი იწვევს ხმის ტალღების წარმოქმნას. ამიტომაც გვესმის ხმაური წყლის დუღილის დროს.
4. შეინიშნება ინტენსიური ქავილი, რასაც თან ახლავს დიდი ბუშტების წარმოქმნა, რომლებიც სწრაფად სკდებიან. ამ პროცესს თან ახლავს ნაპერწკლების გამოჩენა, ასევე ინტენსიური ორთქლის წარმოქმნა.

აორთქლების სპეციფიკური სითბო

თითქმის ყოველდღე ვხვდებით ისეთ ფენომენს, როგორიცაა დუღილი. აორთქლების სპეციფიკური სითბო არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც განსაზღვრავს სითბოს რაოდენობას. მისი დახმარებით თხევადი ნივთიერება შეიძლება ორთქლად იქცეს. ამ პარამეტრის გამოსათვლელად, თქვენ უნდა გაყოთ აორთქლების სითბო მასაზე.

როგორ ხდება გაზომვა?

სპეციფიკური მაჩვენებელი იზომება ლაბორატორიულ პირობებში შესაბამისი ექსპერიმენტების ჩატარებით. ეს მოიცავს შემდეგს:

• იზომება სითხის საჭირო რაოდენობა, რომელიც შემდეგ ჩაედინება კალორიმეტრში;
• ხორციელდება წყლის ტემპერატურის საწყისი გაზომვა;
• სანთურზე დამონტაჟებულია კოლბა მასში ადრე მოთავსებული საცდელი ნივთიერებით;
• საცდელი ნივთიერების მიერ გამოთავისუფლებული ორთქლი იშვება კალორიმეტრში;
• წყლის ტემპერატურა ხელახლა იზომება;
• კალორიმეტრი იწონის, რაც საშუალებას იძლევა გამოითვალოს შედედებული ორთქლის მასა.

ბუშტის დუღილის რეჟიმი

როდესაც საქმე ეხება კითხვას, თუ რა არის დუღილი, აღსანიშნავია, რომ მას აქვს რამდენიმე რეჟიმი. ამრიგად, როდესაც გაცხელდება, ორთქლი შეიძლება წარმოიქმნას ბუშტების სახით. ისინი პერიოდულად იზრდებიან და იშლება. დუღილის ამ რეჟიმს ბირთვული დუღილი ეწოდება. როგორც წესი, ორთქლით სავსე ღრუები იქმნება ზუსტად გემის კედლებზე. ეს არის იმის გამო, რომ ისინი, როგორც წესი, overheated. ეს ადუღების აუცილებელი პირობაა, რადგან წინააღმდეგ შემთხვევაში ბუშტები დიდი ზომის მიღწევის გარეშე იშლება.

ფილმის დუღილის რეჟიმი

რა არის დუღილი? ამ პროცესის ახსნის უმარტივესი გზა არის აორთქლება გარკვეულ ტემპერატურაზე და მუდმივ წნევაზე. ბუშტების რეჟიმის გარდა, არის ფილმის რეჟიმიც. მისი არსი მდგომარეობს იმაში, რომ როდესაც სითბოს ნაკადი იზრდება, ცალკეული ბუშტები ერწყმის ჭურჭლის კედლებზე ორთქლის ფენას. როდესაც კრიტიკულ მაჩვენებელს მიიღწევა, ისინი წყლის ზედაპირზე გადიან. დუღილის ეს რეჟიმი განსხვავდება იმით, რომ ჭურჭლის კედლებიდან თავად სითხემდე სითბოს გადაცემის ხარისხი მნიშვნელოვნად მცირდება. ამის მიზეზი არის იგივე ორთქლის ფილმი.

დუღილის ტემპერატურა

აღსანიშნავია, რომ არსებობს დუღილის წერტილის დამოკიდებულება გახურებული სითხის ზედაპირზე განხორციელებულ წნევაზე. ამრიგად, საყოველთაოდ მიღებულია, რომ წყალი ადუღდება 100 გრადუს ცელსიუსამდე გაცხელებისას. თუმცა, ეს მაჩვენებელი სამართლიანად შეიძლება ჩაითვალოს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ატმოსფერული წნევა ნორმალურად ითვლება (101 კპა). თუ გაიზრდება, დუღილის წერტილიც ზევით შეიცვლება. მაგალითად, პოპულარულ წნევით ქვაბებში წნევა არის დაახლოებით 200 კპა. ამრიგად, დუღილის წერტილი იზრდება 20 ქულით (20 გრადუსამდე).

დაბალი ატმოსფერული წნევის მაგალითია მთიანი რაიონები. ასე რომ, იმის გათვალისწინებით, რომ იქ საკმაოდ პატარაა, წყალი იწყებს დუღილს დაახლოებით 90 გრადუს ტემპერატურაზე. ასეთი ტერიტორიების მაცხოვრებლებს გაცილებით მეტი დრო უწევთ საჭმლის მომზადებაში. ასე, მაგალითად, კვერცხის მოსახარშად წყალი 100 გრადუსზე მაინც უნდა გააცხელოთ, თორემ თეთრი არ შედედება.

ნივთიერების დუღილის წერტილი დამოკიდებულია გაჯერებული ორთქლის წნევაზე. მისი გავლენა ტემპერატურაზე უკუპროპორციულია. მაგალითად, ვერცხლისწყალი 357 გრადუს ცელსიუსამდე გაცხელებისას დუღს. ეს შეიძლება აიხსნას იმით, რომ გაჯერებული ორთქლის წნევა არის მხოლოდ 114 Pa (წყალისთვის ეს მაჩვენებელი არის 101,325 Pa).

დუღილი სხვადასხვა პირობებში

სითხის პირობებიდან და მდგომარეობიდან გამომდინარე, დუღილის წერტილი შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს. მაგალითად, ღირს სითხეში მარილის დამატება. ქლორის და ნატრიუმის იონები მოთავსებულია წყლის მოლეკულებს შორის. ამრიგად, ადუღება მოითხოვს უფრო მეტ ენერგიას და, შესაბამისად, მეტ დროს. გარდა ამისა, ასეთი წყალი წარმოქმნის ბევრად ნაკლებ ორთქლს.

ქვაბი გამოიყენება სახლში მდუღარე წყლისთვის. თუ გამოიყენება სუფთა სითხე, ამ პროცესის ტემპერატურა არის სტანდარტული 100 გრადუსი. მსგავს პირობებში გამოხდილი წყალი დუღს. თუმცა, უცხო მინარევების არარსებობის გათვალისწინებით, ცოტა ნაკლები დრო დასჭირდება.

რა განსხვავებაა ადუღებასა და აორთქლებას შორის?

როდესაც წყალი ადუღდება, ორთქლი გამოიყოფა ატმოსფეროში. მაგრამ ამ ორი პროცესის იდენტიფიცირება შეუძლებელია. ეს არის მხოლოდ აორთქლების მეთოდები, რაც ხდება გარკვეულ პირობებში. ასე რომ, ადუღება პირველი სახეობაა. ეს პროცესი უფრო ინტენსიურია, ვიდრე გამოწვეულია ორთქლის ჯიბეების წარმოქმნით. აღსანიშნავია ისიც, რომ აორთქლების პროცესი ხდება ექსკლუზიურად წყლის ზედაპირზე. ადუღება ეხება სითხის მთელ მოცულობას.

რაზეა დამოკიდებული აორთქლება?

აორთქლება არის თხევადი ან მყარი აირისებრ მდგომარეობაში გადაქცევის პროცესი. არსებობს ატომებისა და მოლეკულების „ფრენა“, რომელთა კავშირი სხვა ნაწილაკებთან გარკვეული პირობების გავლენით სუსტდება. აორთქლების სიჩქარე შეიძლება განსხვავდებოდეს შემდეგი ფაქტორების გამო:

• თხევადი ზედაპირის ფართობი;
• თავად ნივთიერების ტემპერატურა, ისევე როგორც გარემო;
• მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარე;
• ნივთიერების ტიპი.

მდუღარე წყლის ენერგია ფართოდ გამოიყენება ადამიანების მიერ ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ეს პროცესი იმდენად ჩვეულებრივი და ნაცნობი გახდა, რომ მის ბუნებასა და თავისებურებებზე არავინ ფიქრობს. მიუხედავად ამისა, ადუღებასთან დაკავშირებულია არაერთი საინტერესო ფაქტი:

• ალბათ ყველამ შეამჩნია, რომ ქვაბის თავსახურზე ნახვრეტია, მაგრამ მის დანიშნულებაზე ცოტა ადამიანი ფიქრობს. იგი კეთდება ორთქლის ნაწილობრივ გამოყოფის მიზნით. წინააღმდეგ შემთხვევაში, წყალმა შეიძლება ჩააფრქვეს ღუმელში.
• კარტოფილის, კვერცხის და სხვა საკვები პროდუქტების მომზადების ხანგრძლივობა არ არის დამოკიდებული იმაზე, თუ რამდენად ძლიერია გამათბობელი. მთავარია რამდენ ხანს იყვნენ ისინი მდუღარე წყალში.
• ისეთი ინდიკატორი, როგორიცაა დუღილის წერტილი, არანაირად არ მოქმედებს გათბობის მოწყობილობის სიმძლავრეზე. მას შეუძლია გავლენა მოახდინოს მხოლოდ სითხის აორთქლების სიჩქარეზე.
• ადუღება მხოლოდ წყლის გაცხელება არ არის. ამ პროცესმა ასევე შეიძლება გამოიწვიოს სითხის გაყინვა. ამრიგად, დუღილის პროცესში აუცილებელია ჭურჭლიდან ჰაერის მუდმივად ამოტუმბვა.
• დიასახლისებისთვის ერთ-ერთი ყველაზე აქტუალური პრობლემა ის არის, რომ რძე შეიძლება "გაიქცეს". ამრიგად, ამ ფენომენის რისკი მნიშვნელოვნად იზრდება ამინდის გაუარესების დროს, რასაც თან ახლავს ატმოსფერული წნევის ვარდნა.
• ყველაზე ცხელი მდუღარე წყალი მიიღება ღრმა მიწისქვეშა მაღაროებში.
• ექსპერიმენტული კვლევების შედეგად მეცნიერებმა შეძლეს დაედგინათ, რომ მარსზე წყალი 45 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე დუღს.

შეიძლება თუ არა წყალი ოთახის ტემპერატურაზე ადუღდეს?

მარტივი გამოთვლებით, მეცნიერებმა შეძლეს დაედგინათ, რომ წყალს შეუძლია ადუღდეს სტრატოსფეროს დონეზე. მსგავსი პირობების აღდგენა შესაძლებელია ვაკუუმური ტუმბოს გამოყენებით. მიუხედავად ამისა, მსგავსი ექსპერიმენტი შეიძლება ჩატარდეს უფრო მარტივ, ამქვეყნიურ პირობებში.

ლიტრიან კოლბაში უნდა ადუღოთ 200 მლ წყალი და როცა ჭურჭელი ორთქლით შეივსება, ის მჭიდროდ უნდა დაიხუროს და გადმოდგას ცეცხლიდან. კრისტალიზატორზე დაყენების შემდეგ, თქვენ უნდა დაელოდოთ დუღილის პროცესის დასრულებას. შემდეგ კოლბას ასველებენ ცივი წყლით. ამის შემდეგ კონტეინერში კვლავ ინტენსიური ადუღება დაიწყება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ დაბალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ, კოლბის ზედა ნაწილში მდებარე ორთქლი ეშვება.

ყველამ იცის, რომ ქვაბში წყალი დუღს 100˚C ტემპერატურაზე. მაგრამ შეგიმჩნევიათ, რომ დუღილის პროცესში წყლის ტემპერატურა არ იცვლება? საკითხავია – სად მიდის გამომუშავებული ენერგია, თუ კონტეინერს გამუდმებით ცეცხლზე ვინახავთ? იგი გადადის სითხის ორთქლად გარდაქმნაში. ამრიგად, წყლის აირისებრ მდგომარეობაში გადაქცევისთვის საჭიროა სითბოს მუდმივი მიწოდება. რამდენია საჭირო ერთი კილოგრამი სითხის იმავე ტემპერატურის ორთქლად გადაქცევისთვის, განისაზღვრება ფიზიკური სიდიდით, რომელსაც ეწოდება წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო.

ადუღება ენერგიას მოითხოვს. მისი უმეტესი ნაწილი გამოიყენება ატომებსა და მოლეკულებს შორის ქიმიური კავშირების გასატეხად, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ორთქლის ბუშტები, ხოლო უფრო მცირე ნაწილი გამოიყენება ორთქლის გასაფართოვებლად, ანუ ისე, რომ შედეგად ბუშტებმა შეიძლება გასკდეს და გაათავისუფლოს იგი. მას შემდეგ, რაც სითხე მთელ თავის ენერგიას დებს აირისებრ მდგომარეობაში გადასასვლელად, მისი „ძალები“ ​​ამოიწურება. ენერგიის მუდმივი განახლებისა და დუღილის გასახანგრძლივებლად, კონტეინერს სითხით უფრო და უფრო მეტი სითბო უნდა მიეწოდოს. საქვაბე, გაზის სანთურა ან სხვა გათბობის მოწყობილობა შეუძლია უზრუნველყოს მისი მიწოდება. დუღილის დროს სითხის ტემპერატურა არ მატულობს იმავე ტემპერატურაზე.

სხვადასხვა სითხეს სჭირდება სხვადასხვა რაოდენობის სითბო ორთქლად გადაქცევისთვის. რომელი გვიჩვენებს აორთქლების სპეციფიკურ სიცხეს.

თქვენ შეგიძლიათ გაიგოთ, თუ როგორ განისაზღვრება ეს მნიშვნელობა მაგალითიდან. აიღეთ 1 ლიტრი წყალი და მიიყვანეთ ადუღებამდე. შემდეგ ჩვენ გავზომავთ სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა მთელი სითხის აორთქლებისთვის და ვიღებთ წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობას. სხვა ქიმიური ნაერთებისთვის ეს მაჩვენებელი განსხვავებული იქნება.

ფიზიკაში აორთქლების სპეციფიკური სითბო აღინიშნება ლათინური ასო L-ით. იგი იზომება ჯოულებში თითო კილოგრამზე (ჯ/კგ). მისი მიღება შესაძლებელია აორთქლებაზე დახარჯული სითბოს სითხის მასაზე გაყოფით:

ეს მნიშვნელობა ძალზე მნიშვნელოვანია თანამედროვე ტექნოლოგიებზე დაფუძნებული წარმოების პროცესებისთვის. მაგალითად, ისინი მასზე აკეთებენ აქცენტს ლითონების წარმოებაში. აღმოჩნდა, რომ თუ რკინა დნება და შემდეგ შედედდება, შემდგომი გამკვრივებისას წარმოიქმნება უფრო ძლიერი ბროლის ბადე.

რის ტოლია

სპეციფიკური სითბური ღირებულება სხვადასხვა ნივთიერებისთვის (r) განისაზღვრა ლაბორატორიული კვლევების დროს. ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს წყალი დუღს 100 °C-ზე და წყლის აორთქლების სიცხე შეადგენს 2258,2 კჯ/კგ. ეს მაჩვენებელი ზოგიერთი სხვა ნივთიერებისთვის მოცემულია ცხრილში:

თუმცა, ეს მაჩვენებელი შეიძლება შეიცვალოს გარკვეული ფაქტორების გავლენის ქვეშ:

1. ტემპერატურა.მისი მატებასთან ერთად, აორთქლების სითბო მცირდება და შეიძლება იყოს ნულის ტოლი.
   

   t, °C	r, კჯ/კგ
   	2500
   10	2477
   20	2453
   50	2380
   80	2308
   100	2258
   200	1940
   300	1405
   374	115
   374,15

2. წნევა.წნევის კლებასთან ერთად იზრდება აორთქლების სითბო და პირიქით. დუღილის წერტილი არის წნევის პირდაპირპროპორციული და შეუძლია მიაღწიოს კრიტიკულ მნიშვნელობას 374 °C.

   პ, პა	t boil., °C	r, კჯ/კგ
   0,0123	10	2477
   0,1234	50	2380
   1	100	2258
   2	120	2202
   5	152	2014
   10	180	1889
   20	112	1638
   50	264	1638
   100	311	1316
   200	366	585
   220	373,7	184,8
   კრიტიკული 221.29	374,15	-

3. ნივთიერების მასა.პროცესში ჩართული სითბოს რაოდენობა პირდაპირპროპორციულია წარმოქმნილი ორთქლის მასის.

კავშირი აორთქლებასა და კონდენსაციას შორის

ფიზიკოსებმა დაადგინეს, რომ აორთქლების საპირისპირო პროცესი - კონდენსაცია - ორთქლი ხარჯავს ზუსტად იმდენივე ენერგიას, რაც გამოიყენებოდა მის წარმოქმნაში. ეს დაკვირვება ადასტურებს ენერგიის შენარჩუნების კანონს.

წინააღმდეგ შემთხვევაში, შესაძლებელი იქნებოდა ინსტალაციის შექმნა, რომელშიც სითხე აორთქლდება და შემდეგ კონდენსირდება. განსხვავება აორთქლებისთვის საჭირო სითბოსა და კონდენსაციისთვის საკმარის სითბოს შორის გამოიწვევს ენერგიის შენახვას, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა მიზნებისთვის. არსებითად, შეიქმნებოდა მუდმივი მოძრაობის მანქანა. მაგრამ ეს ეწინააღმდეგება ფიზიკურ კანონებს, რაც იმას ნიშნავს, რომ შეუძლებელია.

როგორ იზომება?

1. წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო იზომება ექსპერიმენტულად ფიზიკურ ლაბორატორიებში. ამ მიზნით გამოიყენება კალორიმეტრები. პროცედურა ასე გამოიყურება:
2. კალორიმეტრში სითხის გარკვეული რაოდენობა შეედინება.