Фазови превръщания. Физика.
Ако течността е в отворен съд, той постепенно се изпарява, т.е. преминава в газообразно състояние. Преходът от една държава в друга, се нарича преходен етап. Изпаряването на течности се случва при всяка температура, но с повишаване на температурата на скоростта на изпарение нараства.
Молекули в течността, както и в газа при различни скорости и следователно различни енергии, въпреки че средната енергия на молекулите при постоянна температура има определена стойност. Винаги някаква част от молекулата има енергийна стойност е по-голяма от средната, а някои от по-малко от средното. Следователно, скоростта на молекулите са различни. При всяка температура най-бързо молекули могат да преодолеят привличането на съседните молекули и пробие повърхностния слой, лети извън течността. Колкото по-висока от температурата на течността, по-бързото молекулите и бързо изпаряване. При изпаряването на течността, изтласкан бързият молекула. Те прекарват част от своята енергия за извършване на работа срещу ограниченията си в повърхностния слой на молекулното привличане сили. Останалите течни молекули имат по-малко енергия. Така, средната енергия на молекулите намалява, следователно, течността се охлажда.
За прехода от течната фаза в газовата система е необходимо да се доставя топлина без промяна на температурата на системата. Тази топлина е промяна в състоянието фаза на материята се нарича латентната топлина на изпарение, или просто топлината на изпарение. Латентна топлина се изразходва за работата на комисията срещу силите на привличане между молекулите.
Специфична топлина на изпарение е количеството топлина, което трябва да докладва единица маса на течност, която е при температура T. да го превърне в пара при същата температура. Специфична топлина на течност зависи от температурата и намалява с повишаване на температурата.
Ако се изпарява течността да не позволява на топлината от външната страна, а след това се охлажда. Този факт се основава на метод за намаляване на температурата: принуждавайки течност се поставят в съд със стени nonconductor, е трудно да се изпари, е възможно значително да се охлади.
Обратен процес на кондензация изпарение придружен от топлина. Латентна топлина на кондензация, разбира се, равна на латентната топлина на изпарение.
Изпаряването на течности е един от видовете на фазовите преходи. Ето защо, латентната топлина на изпарение се нарича още преход и топлина. На латентната топлина на изпаряване е количествена характеристика на свързващите сили между течни молекули. Колкото по-голяма сила, по-голяма е латентната топлина на изпарение.
Помислете за процеса на конденз. Поставете тест газа в съда, затворени подвижно бутало. За манометрично налягане измерване е прикрепена към плавателния съд (фиг. 13). Пропускането на буталото надолу, намаляване на обема заета от газ и увеличаване на налягането на газа.
На определено налягане, по-нататъшно увеличение се прекратява, въпреки че буталото продължава да се спуска. По това време на стените на съда се появяват течни капчици. Освен това повишение на буталото придружено от увеличаване на количеството на течност и по този начин намаляване на размера на газ (пара) над течността. В този габарит показва постоянен натиск. Той остава непроменено, докато целия обем под буталото няма да се напълни с течност. Допълнително намаляване на буталото съответства на флуид компресия. компресия течност се постига с цената на много голямо повишаване на налягането. Това означава, че свиваемостта на течности е много малък.
Описаният метод за компресиране на газ и неговото превръщане в течност може да се визуализира графично (Фигура 14). Порция AB съответства на компресия газ. В точка Б започва процеса на кондензиране и преди точката SHS на обема напълнена с газ, а от друга страна - на течността. Газът в част пр се нарича наситен пара. Налягане съответстваща част BC определя парното налягане или наситен парно налягане при дадена температура. пара се увеличава налягане. на сайта
ABCD - изотерма. Изотерма, съответстваща на по-висока температура е по-висока, следователно, наситената пара-горе. По този начин, всеки температура съответства на специфична наситен налягане пара.
Нанесете по-късата част CB, и разликата в обемите на газообразни и течни фази по-малко. Ако температурата на газа е разположен под буталото да се увеличи, така че хоризонталната дължина на секцията стане равно на нула, тогава няма газ преминава в течността, когато налягането се увеличи. Това се нарича критична температура TC. Ако газът се загрява до температура над критичната стойност, без повишаване на налягането не може да се превърне течност. За всяко вещество, критичната температура е определена стойност.
Фигура 15 показва истинските изотерми за различни температури. Светлите Районът е газообразно състояние на материята. Районът маркирани с пунктирана линия - до състояние на материята в двете фази - течност и газ. Защрихованата част - на течната фаза. Тази фигура показва, че изотерма за които разликата в обемите на газообразни и течни фази е нула. Тази критична изотерма има инфлексна точка К. Тази точка съответства на определен обем, наречена критично и VK PK определено налягане. наричано още от решаващо значение. За всяко вещество, неговото TK. VK и PK има определени ценности. За повечето от веществата, които се измерват и са изброени в справочници по физика. Азот, кислород, смес от тях - въздух, водород, хелий, - имат ниска критична температура.
Азот N2 - 147 ° С
Кислород O2 - 119 ° С
Водород Н2 - 240 ° С
Хелий не е - 268 ° С
Тези газове могат да бъдат получени в течно състояние само след предварително силно охлаждане до посочените температури.
В водата (Н 2О), критичната температура е равна на 374 ° С, така че може да се превърне в твърдо състояние при нормално налягане и при охлаждане на всички до 0 ° С
По този начин, при температура под критичната вещество могат да съществуват в зависимост от налягането, или в газообразно или течно състояние, или едновременно в две фази: течна и наситената пара.
течности кипене
Известно е, че всяко вещество при определена температура и налягане на външен кипи. Кипене течност процес изпаряване нарича не само от откритата повърхност, но също така и в неговите дебели където мехурчета от пара започне да образуват. Като цяло, в течна или в стените на съда, в който се поставя, е разтворено или капан въздух. Получената малък газов балон е изпълнен с наситена пара заобикалящата течност. Налягането на парите в нея, се определя от температурата на течността. Ако температурата на флуида е такава, че парното налягане в балона е по-малък от външния налягане на балон расте над течността. Това се предотвратява и хидростатичното налягане на течната колона над него, и външното налягане при които има течност. Тук външния натиск и определя равновесната състоянието на балона. Ако външното налягане се увеличава, балонът ще се свие. Ако се намали - увеличението.
Нека външния натиск, не се променя, но повишаването на температурата. Когато температурата на течността достигне стойност, при която устойчивостта му на насищане пара става равна на външното налягане, парното налягане вътре в балона и е равна на външната страна. Освен това повишаване на температурата ще доведе до факта, че парното налягане в балона надвишава външния, балонът започва да расте и поплавък при достигане на повърхността, за да се спука, освобождаване на пара.
Течността започва да се изпарява не само на повърхността, но и от повърхността на мехурчета вътре в течността: течност кипи. По този начин, течността да заври, е необходимо да се приведе температура до стойност, при която устойчивостта му на насищане пара е равно на външното налягане, по-точно малко по-голям.
Разбираемо е, че величината на налягането на външната течност зависи от точката на кипене. Чрез увеличаване на външното налягане, точка на кипене се увеличава с намаляване - се намалява. Вода при нормални условия, т.е. при атмосферно налягане от 760 mm Hg. Чл. (Или 1.05 х 10 5 Ра) кипи при температура от 100 ° С Ако ниско налягане до 10 mm Hg. Чл. След това водата се вари само при 12 ° С Чрез увеличаване на външното налягане до 15 атмосфери, водата кипи при 200 ° С мехурчета формира чрез кипене на течност, най-лесно се появят на мехурчета от въздух обикновено присъстват в течността и като цяло се придържат към стените на кораб ,
Въздушните мехурчета са центровете, около който започва кипене. Флуид без въздух, може да прегрее, т.е. нагрява над точката на кипене, без да го варено. Ако това прегрята течност да влиза всички твърди частици, които са прилепнали към повърхността на въздуха, тя веднага ще започне да кипи, докато температурата падне до точката на кипене. Кипене прегрята течност настъпва много бързо с освобождаването на големи количества течност и пари. За течност прегряване не настъпи в съд с течност нагрява се въвежда капилярна тръба, вътре в който въздушните мехурчета остават лесно.
Изпаряването на твърди частици
Изпаряването се извършва не само в течна повърхност. Твърдият тялото като се изпарява. Процесът на изпаряване наречен твърдо сублимация или сублимация. Твърди образуват летливи молекули над повърхността си двойки по същия начин, както това се случва по време на изпарението на течността. При определени парно налягане и температура и твърдото вещество може да бъде в равновесие. Това наситена пара. Наситен пара, както в случая на течност зависи от температурата, увеличава с увеличаване и намаляване, когато се понижава. наситен Налягането на парите твърд при обикновени температури, е много малък. Добър изпаряване лед е стабилно. Мокро пране окачени в студен, първо замразени, т.е. замръзнала вода лед след това се изпарява, и прането е суха.
Свързани статии