Бизди курчап турган дүйнөдө ар кандай физикалык кубулуштардын жана процесстердин эбегейсиз көп түрдүүлүгү тынымсыз жана үзгүлтүксүз болуп турат. Эң негизгилеринин бири буулануу процесси. Бул көрүнүш үчүн бир нече өбөлгөлөр бар. Бул макалада биз алардын ар бирин кененирээк талдайбыз.
Буулануу деген эмне?
Бул заттарды газ же буу абалына айландыруу процесси. Ал суюк консистенциядагы заттар үчүн гана мүнөздүү. Бирок катуу заттарда окшош нерсе байкалат, бул гана кубулуш сублимация деп аталат. Муну сөөктөрдү кылдаттык менен байкоо жүргүзүүдөн көрүүгө болот. Мисалы, самын убакыттын өтүшү менен кургап, жарыла баштайт, бул анын курамындагы суу тамчыларынын бууланып, H2O абалына өтүшүнө байланыштуу.
Физикадагы аныктама
Буулануу эндотермиялык процесс, мында сиңирилген энергиянын булагы фазалык өтүү жылуулугу болуп саналат. Ал эки компонентти камтыйт:
- байланышкан молекулалардын ортосунда үзүлүү болгондо молекулярдык тартылуу күчтөрүн жеңүү үчүн керектүү жылуулуктун белгилүү бир өлчөмү;
- суюк заттарды бууга же газга айландыруу процессинде молекулаларды кеңейтүү иши үчүн талап кылынган жылуулук.
Бул кандай болуп жатат?
Заттын суюк абалдан газ абалына өтүшү эки жол менен болушу мүмкүн:
- Буулануу – бул молекулалардын суюк заттын бетинен чыгуу процесси.
- Кайнатуу – бул температураны заттын кайнатуудагы салыштырма жылуулукка чейин жеткирүү аркылуу суюктуктан буулануу процесси.
Бул эки кубулуш тең суюк затты газга айландырганына карабастан, алардын ортосунда олуттуу айырмачылыктар бар. Кайноо - бул белгилүү бир температурада гана жүрүүчү активдүү процесс, ал эми буулануу ар кандай шарттарда жүрөт. Дагы бир айырмачылык, кайноо суюктуктун бүт калыңдыгына мүнөздүү, ал эми экинчи кубулуш суюк заттардын бетинде гана болот.
Буулануунун молекулярдык-кинетикалык теориясы
Эгер бул процессти молекулярдык деңгээлде карасак, анда ал төмөнкүчө болот:
- Суюк заттардагы молекулалар тынымсыз баш аламан кыймылда, алардын бардыгынын ылдамдыгы такыр башка. Ошол эле учурда бөлүкчөлөр тартылуу күчтөрүнөн улам бири-бирине тартылышат. Алар бири-бири менен кагылышкан сайын ылдамдыгы өзгөрөт. Кээ бир учурларда, кээ бирлери өтө жогорку ылдамдыкта иштеп, аларга тартылуу күчтөрүн жеңүүгө мүмкүндүк берет.
- Суюктуктун бетинде пайда болгон бул элементтер ушунчалык кинетикалык энергияга ээ болгондуктан, алар жеңүүгө жөндөмдүү.молекулалар аралык байланыштарды түзүшөт жана суюктукту калтырышат.
- Бул эң ылдам молекулалар суюк заттын бетинен учуп чыгышат жана бул процесс тынымсыз жана үзгүлтүксүз ишке ашат.
- Абада бир жолу бууга айланат - бул буулануу деп аталат.
- Мунун натыйжасында калган бөлүкчөлөрдүн орточо кинетикалык энергиясы барган сайын кичирейет. Бул суюктукту муздатуу түшүндүрөт. Эсиңиздеби, бала кезибизде ысык суюктукту тезирээк муздашы үчүн үйлөгөндү үйрөтүшкөн. Көрсө, биз суунун буулануу процессин тездетип, температура тезирээк төмөндөп кеттик.
Ал кандай факторлорго көз каранды?
Бул процесстин болушу үчүн көптөгөн шарттар керек. Ал суу бөлүкчөлөрү бар бардык жерден келет: булар көлдөр, деңиздер, дарыялар, бардык нымдуу нерселер, жаныбарлардын жана адамдардын денелеринин капкагы, ошондой эле өсүмдүк жалбырактары. буулануу курчап турган дүйнө жана бардык тирүү жандыктар үчүн абдан маанилүү жана ажырагыс процесс деп тыянак чыгарууга болот.
Бул көрүнүшкө таасир эткен факторлор:
- Буулануу ылдамдыгы суюктуктун курамына түздөн-түз көз каранды. Алардын ар биринин өзгөчөлүгү бар экени белгилүү. Мисалы, буулануу жылуулугу төмөн болгон заттар тезирээк айланат. Эки процессти салыштырып көрөлү: спирттин жана кадимки суунун бууланышы. Биринчи учурда, газ абалына өтүү ылдамыраак болот, анткени спирт үчүн буулануунун жана конденсациянын салыштырма жылуулугу 837 кДж/кг, ал эми суу үчүн дээрлик үч эсе.көбүрөөк - 2260 кДж/кг.
- Ылдамдык суюктуктун баштапкы температурасына да көз каранды: ал канчалык жогору болсо, буу ошончолук тезирээк пайда болот. Мисал катары бир стакан сууну алалы, идиштин ичинде кайнак суу болгондо, буулануу суунун температурасы төмөн болгондон бир топ жогору ылдамдыкта жүрөт.
- Бул процесстин ылдамдыгын аныктаган дагы бир фактор суюктуктун бетинин аянты. Ыстык шорпо кичинекей тарелкага караганда чоң диаметрдеги идиште тез муздай турганын унутпаңыз.
- Абада заттардын таралуу ылдамдыгы негизинен буулануу ылдамдыгын аныктайт, башкача айтканда диффузия канчалык тез болсо, буулануу ошончолук тез болот. Мисалы, катуу шамалда суу тамчылары көлдөрдүн, дарыялардын жана суу сактагычтардын бетинен тезирээк бууланат.
- Бөлмөдөгү абанын температурасы да маанилүү роль ойнойт. Бул тууралуу төмөндө кененирээк сүйлөшөбүз.
Абанын нымдуулугу кандай роль ойнойт?
Буулануу процесси бардык жерден үзгүлтүксүз жана тынымсыз жүргөндүктөн, абада дайыма суунун бөлүкчөлөрү болот. Молекулярдык түрдө алар H2O элементтеринин тобуна окшош. Суюктуктар атмосферадагы суу буусунун көлөмүнө жараша бууланышы мүмкүн, бул коэффициент абанын нымдуулугу деп аталат. Ал эки түрдүү болот:
- Салыштырма нымдуулук – абадагы суу буусунун санынын ошол эле температурадагы каныккан буунун тыгыздыгына пайыздык катышы. Мисалы, 100% балл көрсөтөтатмосфера H2O.
- Абадагы суу буусунун тыгыздыгын мүнөздөйт, f тамгасы менен белгиленет жана 1м3 абада канча суу молекуласы бар экенин көрсөтөт.
молекулалары менен толук каныккандыгын
буулануу процесси менен абанын нымдуулугунун ортосундагы байланышты төмөнкүчө аныктоого болот. Абанын салыштырмалуу нымдуулугу канчалык төмөн болсо, жер бетинен жана башка объекттерден буулануу ошончолук тез болот.
Ар кандай заттардын бууланышы
Ар түрдүү заттарда бул процесс ар кандай жүрөт. Мисалы, спирт көп суюктуктарга караганда буулануунун өзгөчө жылуулугу төмөн болгондуктан тез бууланат. Көп учурда мындай суюк заттар учуучу деп аталат, анткени суу буусу алардан дээрлик бардык температурада бууланып кетет.
Алкоголь бөлмө температурасында да бууланып кетиши мүмкүн. Шарап же арак даярдоо процессинде спирт самогон аркылуу айдалат, кайноо температурасына чейин жетет, бул болжол менен 78 градуска барабар. Бирок, спирттин иш жүзүндөгү буулануу температурасы бир аз жогору болот, анткени оригиналдуу продуктуда (мисалы, Маш) ал ар кандай жыпар жыттуу майлар жана суу менен айкалышкан.
Конденсация жана сублимация
Чайнекте суу кайнаган сайын төмөнкү көрүнүштү байкоого болот. Суу кайнаганда суюк абалдан газ абалына өтөөрүнө көңүл буруңуз. Бул жол менен болот: менен суу буусунун ысык агымыжогорку ылдамдыкта чайнектин оозу аркылуу учуп чыгат. Мында пайда болгон буу түтүктөн чыккан жерде түз көрүнбөйт, бирок андан бир аз аралыкта. Бул процесс конденсация деп аталат, б.а. суу буусу ушунчалык коюуланып, ал биздин көзүбүзгө көрүнүп калат.
Катуу нерсенин бууланышы сублимация деп аталат. Ошол эле учурда алар суюктук баскычын айланып өтүү менен агрегация абалынан газ абалына өтөт. Сублимациянын эң белгилүү учуру муз кристаллдары менен байланышкан. Алгачкы түрүндө муз катуу зат, 0°Сден жогору температурада суюк абалга келип, эрий баштайт. Бирок, кээ бир учурларда, терс температурада муз суюк фазаны айланып өтүп, буу формасына өтөт.
Буулануунун адам организмине тийгизген таасири
Буулануунун аркасында денебизде терморегуляция пайда болот. Бул процесс өзүн-өзү муздатуу системасы аркылуу ишке ашат. Аптаптуу күнү белгилүү бир физикалык эмгек менен алектенген адам абдан ысык болот. Бул ички энергияны жогорулатат дегенди билдирет. Белгилүү болгондой, 42°тан жогору температурада адамдын канында белок уюула баштайт, эгерде бул процесс өз убагында токтотулбаса, өлүмгө алып келет.
Өзүн-өзү муздатуу системасы кадимки жашоо үчүн температураны жөнгө салгыдай кылып иштелип чыккан. Температура максималдуу жол берилген чекке жеткенде теридеги тешикчелер аркылуу активдүү тердөө башталат. Анан теринин бетинен пайда болоташыкча дене энергиясын соруп буулануу. Башкача айтканда, буулануу - бул организмдин нормалдуу абалга муздатылышына салым кошкон процесс.
