Сүрөт бардыгына тааныш: оттун үстүндөгү мештин үстүндө бир казан суу турат. Муздак суу акырындык менен ысыйт, ошондуктан анын бетинде биринчи көбүкчөлөр пайда болуп, көп өтпөй анын баары көңүлдүү кайнап чыгат. Суунун буулануу жылуулугу кандай? Кээ бирлерибиз мектеп программасынан суунун табигый атмосфералык басымдагы температурасы 100 °C ашпашы керек экенин эстейбиз. Ал эми эсинде жок же ишенбегендер тиешелүү термометрди колдонуп, коопсуздук чараларын сактоо менен ынанса болот.
Бирок бул кантип болушу мүмкүн? Кантсе да казандын астынан от дагы эле күйүп турат, суюктукка күчүн берип, сууну жылытпаса кайда барат? Жооп: Сууну бууга айландыруу үчүн энергия колдонулат.
Энергия кайда кетет
Кадимки жашоодо биз курчап турган заттын үч абалына көнүп калганбыз: катуу, суюк жана газдар. Катуу абалда молекулалар кристалл торчодо катуу бекитилет. Бирок бул алардын толук кыймылсыздыгын билдирбейт, кандайдыр бир температурада, жок эле дегенде, -273 ° Cден бир даража жогору болсо (бул абсолюттук нөл), молекулалар титирейт. Мындан тышкары, титирөөнүн амплитудасы температурадан көз каранды. Жылытылганда энергия берилетзаттын бөлүкчөлөрү жана бул башаламан кыймылдар күчөйт, анан белгилүү бир учурда ушунчалык күчкө жетип, молекулалар тордун уяларынан чыгып кетет - зат суюктукка айланат.
Суюк абалда молекулалар мейкиндикте белгилүү бир чекитте бекитилбесе да, тартылуу күчү менен бири-бири менен тыгыз байланышта. Заттын жылуулуктун андан ары топтолушу менен молекулалардын бир бөлүгүнүн башаламан термелүүсү ушунчалык чоң болуп, молекулалардын бири-бирине тартылуу күчү жеңилип, алар бири-биринен учуп кетет. Заттын температурасы көтөрүлүүнү токтотот, бардык энергия эми бөлүкчөлөрдүн кийинки жана кийинки партияларына өткөрүлүп берилет, ошентип, кадам сайын казандагы бардык суу ашкананы буу түрүндө толтурат.
Ар бир зат бул процессти ишке ашыруу үчүн белгилүү бир энергияны талап кылат. Суунун буулануу жылуулугу башка суюктуктар сыяктуу эле чектүү жана белгилүү бир мааниге ээ.
Кандай бирдиктер менен өлчөнөт
Кандай гана энергия (жундаш кыймыл, жада калса жылуулук) джоуль менен ченелет. Джоуль (Дж) атактуу окумуштуу Джеймс Джоулдун атынан коюлган. Сандык жактан алганда, белгилүү бир денени 1 метр аралыкка 1 Ньютон күч менен түртсө, 1 Дж энергияны алууга болот.
Буга чейин жылуулукту өлчөө үчүн "калория" деген түшүнүктү колдонушкан. Жылуулук кандайдыр бир денеге агып же сыртка чыга турган физикалык зат деп эсептелген. Физикалык денеге канчалык көп «акан» болсо, ошончолук ысык болот. Эски окуу китептеринде бул физикалык чоңдукту дагы эле таба аласыз. Бирок аны джоульге айландыруу кыйын эмес, 4кө көбөйтүү жетиштүү,19.
Суюктуктарды газга айландыруу үчүн керектелүүчү энергия буулануунун салыштырма жылуулугу деп аталат. Бирок аны кантип эсептөө керек? Пробирканы бууга айландыруу башка, ал эми кеменин буу кыймылдаткычынын чоң цистернасын айландыруу башка нерсе.
Ошондуктан, мисалы, H2O үчүн, жылуулук техникасында алар «суунун буулануусунун өзгөчө жылуулугу» (Дж/кг – өлчөө бирдиги) түшүнүгү менен иштешет.). Ал эми бул жерде негизги сөз "конкреттүү" болуп саналат. Бул 1 кг суюк затты бууга айландыруу үчүн зарыл болгон энергиянын көлөмү деп эсептелет.
Мааниси латын L тамгасы менен көрсөтүлгөн. Маани 1 кг үчүн джоуль менен өлчөнөт.
Сууга канча энергия керек
Суунун буулануусунун салыштырма жылуулугу төмөнкүчө өлчөнөт: N өлчөмү идишке куюлат, кайнатат. Бир литр сууну буулантууга сарпталган энергия керектүү мааниге ээ болот.
Суунун буулануусунун салыштырма жылуулугу эмне экенин өлчөө, окумуштуулар бир аз таң калышты. Газга айланышы үчүн суу жер бетиндеги бардык суюктуктарга караганда көбүрөөк энергияны талап кылат: спирттердин бүт линиясы, суюлтулган газдар, атүгүл сымап жана коргошун сыяктуу металлдардан да көбүрөөк.
Ошентип, суунун буулануу жылуулугу 2,26 мДж/кг болуп чыкты. Салыштыруу үчүн:
- сымап үчүн - 0,282 мДж/кг;
- коргошун 0,855 мДж/кг.
Эгер тескерисинче болсочу?
Эгер процессти артка кайтарып, суюктук конденсацияланса эмне болот? Өзгөчө эч нерсе жок, энергиянын сакталуу мыйзамынын ырастоосу бар: конденсациялоодобуудан бир килограмм суюктуктан, аны кайра бууга айландыруу үчүн талап кылынган жылуулуктун дал ошондой өлчөмдө бөлүнүп чыгат. Ошондуктан, " буулануунун жана конденсациянын өзгөчө жылуулугу" деген термин маалымдама таблицаларында көбүрөөк кездешет.
Айтмакчы, буулануу учурунда жылуулук сиңирүү фактысы тиричиликте жана өнөр жай шаймандарында жасалма муздак түзүү үчүн ийгиликтүү колдонулат.
