Ο βρασμός είναι η διαδικασία αλλαγής της αθροιστικής κατάστασης μιας ουσίας. Όταν μιλάμε για νερό, εννοούμε την αλλαγή από υγρό σε ατμό. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο βρασμός δεν είναι εξάτμιση, η οποία μπορεί να συμβεί ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου. Επίσης, μην το συγχέετε με το βράσιμο, που είναι η διαδικασία θέρμανσης του νερού σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Τώρα που καταλάβαμε τις έννοιες, μπορούμε να προσδιορίσουμε σε ποια θερμοκρασία βράζει το νερό.
Επεξεργάζομαι, διαδικασία
Η ίδια η διαδικασία μετατροπής της κατάστασης συσσωμάτωσης από υγρή σε αέρια είναι πολύπλοκη. Και παρόλο που οι άνθρωποι δεν το βλέπουν, υπάρχουν 4 στάδια:
- Στο πρώτο στάδιο, σχηματίζονται μικρές φυσαλίδες στο κάτω μέρος του θερμαινόμενου δοχείου. Μπορούν επίσης να φαίνονται στα πλάγια ή στην επιφάνεια του νερού. Σχηματίζονται λόγω της διαστολής των φυσαλίδων αέρα, που υπάρχουν πάντα στις ρωγμές του δοχείου όπου θερμαίνεται το νερό.
- Στο δεύτερο στάδιο, ο όγκος των φυσαλίδων αυξάνεται. Όλα αρχίζουν να βγαίνουν ορμητικά στην επιφάνεια, αφού μέσα τους υπάρχει κορεσμένος ατμός, ο οποίος είναι ελαφρύτερος από το νερό. Με την αύξηση της θερμοκρασίας θέρμανσης, η πίεση των φυσαλίδων αυξάνεται, και ωθούνται στην επιφάνεια λόγω της γνωστής δύναμης του Αρχιμήδη. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να ακούσετε τον χαρακτηριστικό ήχο του βρασμού, που σχηματίζεται λόγω της συνεχούς διαστολής και μείωσης του μεγέθους των φυσαλίδων.
- Στο τρίτο στάδιο, στην επιφάνεια μπορεί κανείς να δει ένας μεγάλος αριθμός απόφυσαλίδες. Αυτό αρχικά δημιουργεί θολότητα στο νερό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ευρέως «βράσιμο με λευκό κλειδί» και διαρκεί ένα μικρό χρονικό διάστημα.
- Στο τέταρτο στάδιο, το νερό βράζει έντονα, εμφανίζονται μεγάλες φυσαλίδες που σκάνε στην επιφάνεια και μπορεί να εμφανιστούν πιτσιλιές. Τις περισσότερες φορές, οι πιτσιλιές σημαίνουν ότι το υγρό έχει φτάσει στη μέγιστη θερμοκρασία του. Θα αρχίσει να βγαίνει ατμός από το νερό.
Είναι γνωστό ότι το νερό βράζει σε θερμοκρασία 100 βαθμών, κάτι που είναι δυνατό μόνο στο τέταρτο στάδιο.
Θερμοκρασία ατμού
Ο ατμός είναι μια από τις καταστάσεις του νερού. Όταν εισέρχεται στον αέρα, τότε, όπως και άλλα αέρια, ασκεί μια συγκεκριμένη πίεση πάνω του. Κατά την εξάτμιση, η θερμοκρασία του ατμού και του νερού παραμένει σταθερή έως ότου ολόκληρο το υγρό αλλάξει την κατάσταση συσσωμάτωσης. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι κατά τη διάρκεια του βρασμού όλη η ενέργεια δαπανάται για τη μετατροπή του νερού σε ατμό.
Στην αρχή του βρασμού, σχηματίζεται υγρός κορεσμένος ατμός, ο οποίος, μετά την εξάτμιση όλου του υγρού, ξηραίνεται. Εάν η θερμοκρασία του αρχίσει να υπερβαίνει τη θερμοκρασία του νερού, τότε αυτός ο ατμός υπερθερμαίνεται και ως προς τα χαρακτηριστικά του θα είναι πιο κοντά στο αέριο.
Αλατόνερο που βράζει
Είναι αρκετά ενδιαφέρον να γνωρίζουμε σε ποια θερμοκρασία βράζει το νερό με υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι. Είναι γνωστό ότι θα πρέπει να είναι υψηλότερο λόγω της περιεκτικότητας σε ιόντα Na+ και Cl- στη σύνθεση, τα οποία καταλαμβάνουν μια περιοχή μεταξύ των μορίων του νερού. Αυτή η χημική σύνθεση του νερού με αλάτι διαφέρει από το συνηθισμένο φρέσκο υγρό.
Το γεγονός είναι ότι στο αλμυρό νερό λαμβάνει χώρα μια αντίδραση ενυδάτωσης - η διαδικασία σύνδεσης μορίων νερού σε ιόντα άλατος. Επικοινωνία μεταξύ μορίων γλυκό νερόπιο αδύναμα από αυτά που σχηματίζονται κατά την ενυδάτωση, οπότε ο βρασμός ενός υγρού με διαλυμένο αλάτι θα διαρκέσει περισσότερο. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα μόρια του νερού που περιέχει αλάτι κινούνται πιο γρήγορα, αλλά είναι λιγότερα, γι' αυτό και οι συγκρούσεις μεταξύ τους συμβαίνουν λιγότερο συχνά. Ως αποτέλεσμα, παράγεται λιγότερος ατμός και επομένως η πίεσή του είναι χαμηλότερη από την κεφαλή ατμού του γλυκού νερού. Επομένως, απαιτείται περισσότερη ενέργεια (θερμοκρασία) για την πλήρη εξάτμιση. Κατά μέσο όρο, για να βράσει ένα λίτρο νερού που περιέχει 60 γραμμάρια αλάτι, είναι απαραίτητο να αυξηθεί το σημείο βρασμού του νερού κατά 10% (δηλαδή κατά 10 C).
Εξαρτήσεις πίεσης βρασμού
Είναι γνωστό ότι στα βουνά, ανεξάρτητα από χημική σύνθεσητο σημείο βρασμού του νερού θα είναι χαμηλότερο. Αυτό συμβαίνει επειδή η ατμοσφαιρική πίεση είναι χαμηλότερη σε υψόμετρο. Η κανονική πίεση θεωρείται ότι είναι 101,325 kPa. Με αυτό, το σημείο βρασμού του νερού είναι 100 βαθμοί Κελσίου. Αν όμως ανεβείτε σε ένα βουνό, όπου η πίεση είναι κατά μέσο όρο 40 kPa, τότε το νερό θα βράσει εκεί στους 75,88 C. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι το μαγείρεμα στα βουνά θα πάρει σχεδόν τον μισό χρόνο. Για τη θερμική επεξεργασία των προϊόντων, απαιτείται μια συγκεκριμένη θερμοκρασία.
Πιστεύεται ότι σε υψόμετρο 500 μέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, το νερό θα βράσει στους 98,3 C και σε υψόμετρο 3000 μέτρων, το σημείο βρασμού θα είναι 90 C.
Σημειώστε ότι αυτός ο νόμος λειτουργεί και προς την αντίθετη κατεύθυνση. Εάν ένα υγρό τοποθετηθεί σε μια κλειστή φιάλη από την οποία δεν μπορεί να περάσει ο ατμός, τότε καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία και σχηματίζεται ατμός, η πίεση σε αυτή τη φιάλη θα αυξηθεί και ο βρασμός σε υψηλή πίεση θα συμβεί σε υψηλότερη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, σε πίεση 490,3 kPa, το σημείο βρασμού του νερού θα είναι 151 C.
Αποσταγμένο νερό που βράζει
Το αποσταγμένο νερό είναι καθαρό νερό χωρίς ακαθαρσίες. Συχνά χρησιμοποιείται για ιατρικούς ή τεχνικούς σκοπούς. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν ακαθαρσίες σε τέτοιο νερό, δεν χρησιμοποιείται για μαγείρεμα. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι το απεσταγμένο νερό βράζει πιο γρήγορα από το συνηθισμένο γλυκό νερό, αλλά το σημείο βρασμού παραμένει το ίδιο - 100 μοίρες. Ωστόσο, η διαφορά στο χρόνο βρασμού θα είναι ελάχιστη - μόνο ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.
σε μια τσαγιέρα
Συχνά οι άνθρωποι ενδιαφέρονται για τη θερμοκρασία που βράζει το νερό σε ένα βραστήρα, καθώς αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν για να βράσουν υγρά. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι η ατμοσφαιρική πίεση στο διαμέρισμα είναι ίση με την τυπική και το νερό που χρησιμοποιείται δεν περιέχει άλατα και άλλες ακαθαρσίες που δεν πρέπει να υπάρχουν, τότε το σημείο βρασμού θα είναι επίσης τυπικό - 100 μοίρες. Αλλά αν το νερό περιέχει αλάτι, τότε το σημείο βρασμού, όπως ήδη γνωρίζουμε, θα είναι υψηλότερο.
συμπέρασμα
Τώρα ξέρετε σε ποια θερμοκρασία βράζει το νερό και πώς η ατμοσφαιρική πίεση και η σύνθεση του υγρού επηρεάζουν αυτή τη διαδικασία. Δεν υπάρχει τίποτα περίπλοκο σε αυτό και τα παιδιά λαμβάνουν τέτοιες πληροφορίες στο σχολείο. Το κύριο πράγμα που πρέπει να θυμάστε είναι ότι με τη μείωση της πίεσης, το σημείο βρασμού του υγρού μειώνεται επίσης και με την αύξησή του αυξάνεται επίσης.
Στο Διαδίκτυο μπορείτε να βρείτε πολλούς διαφορετικούς πίνακες που υποδεικνύουν την εξάρτηση του σημείου βρασμού ενός υγρού από ατμοσφαιρική πίεση. Είναι διαθέσιμα σε όλους και χρησιμοποιούνται ενεργά από μαθητές, φοιτητές και ακόμη και καθηγητές σε ινστιτούτα.
βράζει -Αυτή είναι η εξάτμιση που συμβαίνει στον όγκο ολόκληρου του υγρού σε σταθερή θερμοκρασία.
Η διαδικασία εξάτμισης μπορεί να συμβεί όχι μόνο από την επιφάνεια του υγρού, αλλά και μέσα στο υγρό. Οι φυσαλίδες ατμού μέσα σε ένα υγρό διαστέλλονται και επιπλέουν στην επιφάνεια εάν η πίεση των κορεσμένων ατμών είναι ίση ή μεγαλύτερη από την εξωτερική πίεση. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται βρασμός. Όσο ένα υγρό βράζει, η θερμοκρασία του παραμένει σταθερή.
Σε θερμοκρασία 100 0 C, η πίεση των κορεσμένων υδρατμών είναι ίση με την κανονική ατμοσφαιρική πίεση, επομένως, σε κανονική πίεση, το νερό βράζει στους 100 °C. Σε θερμοκρασία 80 °C, η πίεση ατμών κορεσμού είναι περίπου η μισή από την κανονική ατμοσφαιρική πίεση. Επομένως, το νερό βράζει στους 80 °C εάν η πίεση πάνω από αυτό μειωθεί στο 0,5 της κανονικής ατμοσφαιρικής πίεσης (εικόνα).
Όταν η εξωτερική πίεση μειώνεται, το σημείο βρασμού ενός υγρού μειώνεται και όταν η πίεση αυξάνεται, το σημείο βρασμού αυξάνεται.
υγρό σημείο βρασμού- Αυτή είναι η θερμοκρασία στην οποία η πίεση κορεσμένων ατμών στις φυσαλίδες ενός υγρού είναι ίση με την εξωτερική πίεση στην επιφάνειά του.
κρίσιμη θερμοκρασία.
Το 1861 Ο D. I. Mendeleev διαπίστωσε ότι για κάθε υγρό πρέπει να υπάρχει μια τέτοια θερμοκρασία στην οποία η διαφορά μεταξύ του υγρού και των ατμών του εξαφανίζεται. Το ονόμασε ο Mendeleev απόλυτο σημείο βρασμού (κρίσιμη θερμοκρασία).Δεν υπάρχει θεμελιώδης διαφορά μεταξύ αερίου και ατμού. Συνήθως αέριοονομάζεται ουσία σε αέρια κατάσταση, όταν η θερμοκρασία της είναι πάνω από την κρίσιμη, και πορθμείο- όταν η θερμοκρασία είναι κάτω από την κρίσιμη.
Η κρίσιμη θερμοκρασία μιας ουσίας είναι η θερμοκρασία στην οποία η πυκνότητα του υγρού και η πυκνότητα των κορεσμένων ατμών του γίνονται ίδια.
Κάθε ουσία που βρίσκεται σε αέρια κατάσταση μπορεί να μετατραπεί σε υγρό. Ωστόσο, κάθε ουσία μπορεί να βιώσει έναν τέτοιο μετασχηματισμό μόνο σε θερμοκρασίες κάτω από μια συγκεκριμένη τιμή, ειδική για κάθε ουσία, που ονομάζεται κρίσιμη θερμοκρασία T k. Σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες από την κρίσιμη, η ουσία δεν μετατρέπεται σε υγρό υπό καμία πίεση.
Το μοντέλο ιδανικού αερίου είναι εφαρμόσιμο για να περιγράψει τις ιδιότητες των αερίων που υπάρχουν στην πραγματικότητα στη φύση σε περιορισμένο εύρος θερμοκρασιών και πιέσεων. Όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από την κρίσιμη για ένα δεδομένο αέριο, η δράση των ελκτικών δυνάμεων μεταξύ των μορίων δεν μπορεί πλέον να παραμεληθεί και σε αρκετά υψηλή πίεση, τα μόρια μιας ουσίας αλληλοσυνδέονται.
Εάν μια ουσία βρίσκεται σε κρίσιμη θερμοκρασία και κρίσιμη πίεση, τότε η κατάστασή της ονομάζεται κρίσιμη κατάσταση.
(Όταν το νερό θερμαίνεται, ο αέρας που είναι διαλυμένος σε αυτό απελευθερώνεται στα τοιχώματα του δοχείου και ο αριθμός των φυσαλίδων αυξάνεται συνεχώς και ο όγκος τους αυξάνεται. Με έναν αρκετά μεγάλο όγκο της φυσαλίδας, η δύναμη του Αρχιμήδη που ενεργεί πάνω της την σκίζει από την κάτω επιφάνεια και το σηκώνει προς τα πάνω, και στη θέση της αποκολλημένης φυσαλίδας, το έμβρυο μιας νέας παραμένει φυσαλίδα. Επειδή όταν ένα υγρό θερμαίνεται από κάτω, τα ανώτερα στρώματά του είναι πιο κρύα από τα κάτω, όταν η φυσαλίδα ανεβαίνει, οι υδρατμοί σε αυτό συμπυκνώνονται και ο αέρας διαλύεται ξανά στο νερό και ο όγκος της φυσαλίδας μειώνεται. Πολλές φυσαλίδες, πριν φτάσουν στην επιφάνεια του νερού, εξαφανίζονται και μερικές φτάνουν στην επιφάνεια. Έχει μείνει πολύ λίγος αέρας και ατμός Αυτό συμβαίνει μέχρις ότου, λόγω μεταφοράς, η θερμοκρασία σε ολόκληρο το υγρό γίνει η ίδια.Όταν η θερμοκρασία στο υγρό εξισωθεί, ο όγκος των φυσαλίδων θα αυξηθεί κατά την ανάβαση . Αυτό εξηγείται ως εξής. Όταν η ίδια θερμοκρασία είναι σταθερή σε όλο το υγρό και η φυσαλίδα αυξάνεται, η πίεση των κορεσμένων ατμών μέσα στη φυσαλίδα παραμένει σταθερή και η υδροστατική πίεση (πίεση του ανώτερου στρώματος του υγρού) μειώνεται, οπότε η φυσαλίδα μεγαλώνει. Όλος ο χώρος μέσα στη φυσαλίδα γεμίζει με κορεσμένους ατμούς κατά την ανάπτυξή της. Όταν μια τέτοια φυσαλίδα φτάσει στην επιφάνεια του υγρού, η πίεση του κορεσμένου ατμού σε αυτό είναι ίση με την ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια του υγρού.)
ΚΑΘΗΚΟΝΤΑ
1. Η σχετική υγρασία στους 20°C είναι 58%. Σε ποια μέγιστη θερμοκρασία θα πέσει η δροσιά;
2. Πόσο νερό πρέπει να εξατμιστεί σε 1000 ml αέρα, του οποίου η σχετική υγρασία είναι 40% στους 283 K, για να υγρανθεί έως και 40% στους 290 K;
3. Ο αέρας σε θερμοκρασία 303 Κ έχει σημείο δρόσου στους 286 Κ. Προσδιορίστε την απόλυτη και σχετική υγρασία του αέρα.
4. Στους 28°C η σχετική υγρασία αέρα είναι 50%. Προσδιορίστε τη μάζα της δρόσου που έχει πέσει από 1 km3 αέρα όταν η θερμοκρασία πέσει στους 12 ° C.
5. Σε ένα δωμάτιο με όγκο 200 m3, η σχετική υγρασία στους 20 ° C είναι 70%. Προσδιορίστε τη μάζα των υδρατμών στον αέρα του δωματίου.
Η εξάτμιση μπορεί να συμβεί όχι μόνο ως αποτέλεσμα της εξάτμισης, αλλά και κατά τη διάρκεια του βρασμού. Ας εξετάσουμε το βρασμό από ενεργειακή άποψη.
Μια ορισμένη ποσότητα αέρα διαλύεται πάντα σε ένα υγρό. Όταν ένα υγρό θερμαίνεται, η ποσότητα του αερίου που διαλύεται σε αυτό μειώνεται, με αποτέλεσμα μέρος του να απελευθερώνεται με τη μορφή μικρών φυσαλίδων στον πυθμένα και στα τοιχώματα του δοχείου και σε αδιάλυτα στερεά σωματίδια που αιωρούνται στο υγρό. Το υγρό εξατμίζεται σε αυτές τις φυσαλίδες αέρα. Με την πάροδο του χρόνου, οι ατμοί σε αυτά γίνονται κορεσμένοι. Με περαιτέρω θέρμανση, η πίεση των κορεσμένων ατμών μέσα στις φυσαλίδες και ο όγκος τους αυξάνεται. Όταν η τάση ατμών στο εσωτερικό των φυσαλίδων γίνει ίση με την ατμοσφαιρική πίεση, αυτές ανεβαίνουν στην επιφάνεια του υγρού υπό την επίδραση της άνωσης δύναμης του Αρχιμήδη, σκάνε και διαφεύγει ατμός από αυτές. Η εξάτμιση, η οποία συμβαίνει ταυτόχρονα τόσο από την επιφάνεια του υγρού όσο και μέσα στο ίδιο το υγρό σε φυσαλίδες αέρα, ονομάζεται βρασμός.Η θερμοκρασία στην οποία η πίεση κορεσμένων ατμών στις φυσαλίδες γίνεται ίση με την εξωτερική πίεση ονομάζεται σημείο βρασμού.
Εφόσον στις ίδιες θερμοκρασίες οι πιέσεις των κορεσμένων ατμών διαφόρων υγρών είναι διαφορετικές, σε διαφορετικές θερμοκρασίες γίνονται ίσες με την ατμοσφαιρική πίεση. Αυτό προκαλεί βρασμό διαφορετικών υγρών σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Αυτή η ιδιότητα των υγρών χρησιμοποιείται στην εξάχνωση των προϊόντων πετρελαίου. Όταν το λάδι θερμαίνεται, τα πιο πολύτιμα, πτητικά μέρη του (βενζίνη) εξατμίζονται πρώτα, τα οποία έτσι διαχωρίζονται από τα «βαριά» υπολείμματα (έλαια, μαζούτ).
Από το γεγονός ότι ο βρασμός συμβαίνει όταν η πίεση των κορεσμένων ατμών είναι ίση με την εξωτερική πίεση στο υγρό, προκύπτει ότι το σημείο βρασμού του υγρού εξαρτάται από την εξωτερική πίεση. Αν είναι αυξημένο, τότε το υγρό βράζει σε υψηλότερη θερμοκρασία, αφού οι κορεσμένοι ατμοί χρειάζονται περισσότερα θερμότητα. Αντίθετα, σε μειωμένη πίεση, το υγρό βράζει σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Αυτό μπορεί να επαληθευτεί από την εμπειρία. Ζεσταίνουμε το νερό στη φιάλη μέχρι να πάρει βράση και αφαιρούμε την λυχνία (Εικ. 37, α). Ο βρασμός του νερού σταματά. Έχοντας κλείσει τη φιάλη με πώμα, θα αρχίσουμε να αφαιρούμε τον αέρα και τους υδρατμούς από αυτήν με μια αντλία, μειώνοντας έτσι την πίεση στο νερό, το οποίο "βράζει ως αποτέλεσμα αυτού. Αφού το βάλουμε να βράσει σε ανοιχτή φιάλη, θα αυξήσει την πίεση στο νερό αντλώντας αέρα μέσα στη φιάλη (Εικ. 37, β) Ο βρασμός του σταματά. 1 atmτο νερό βράζει στους 100°C, και σε 10 atm- στους 180 ° C. Αυτή η εξάρτηση χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, σε αυτόκλειστα, σε φάρμακα για αποστείρωση, στο μαγείρεμα για να επιταχυνθεί το μαγείρεμα των προϊόντων διατροφής.
Για να αρχίσει να βράζει ένα υγρό πρέπει να ζεσταθεί μέχρι το σημείο βρασμού. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να μεταδώσετε ενέργεια στο υγρό, για παράδειγμα, την ποσότητα θερμότητας Q \u003d cm (t ° έως - t ° 0). Όταν βράζει, η θερμοκρασία ενός υγρού παραμένει σταθερή. Αυτό συμβαίνει επειδή η ποσότητα της θερμότητας που αναφέρεται κατά τη διάρκεια του βρασμού δεν δαπανάται για την αύξηση της κινητικής ενέργειας των μορίων του υγρού, αλλά για τη διάσπαση των μοριακών δεσμών, δηλαδή για την εξάτμιση. Κατά τη συμπύκνωση ατμού, σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, εκπέμπεται σε περιβάλλοντην ποσότητα της θερμότητας που ξοδεύτηκε για την εξάτμιση. Η συμπύκνωση λαμβάνει χώρα στο σημείο βρασμού, το οποίο παραμένει σταθερό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συμπύκνωσης. (Εξήγησε γιατί).
Ας συνθέσουμε την εξίσωση του ισοζυγίου θερμότητας για την εξάτμιση και τη συμπύκνωση. Ο ατμός, που λαμβάνεται στο σημείο βρασμού του υγρού, εισέρχεται στο νερό στο θερμιδόμετρο μέσω του σωλήνα Α. (Εικ. 38, α), συμπυκνώνεται σε αυτό, δίνοντάς του την ποσότητα της θερμότητας που δαπανήθηκε για τη λήψη του. Σε αυτή την περίπτωση, το νερό και το θερμιδόμετρο λαμβάνουν μια ποσότητα θερμότητας όχι μόνο από τη συμπύκνωση του ατμού, αλλά και από το υγρό που λαμβάνεται από αυτόν. Τα δεδομένα των φυσικών μεγεθών δίνονται στον πίνακα. 3.
Ο ατμός συμπύκνωσης απέδιδε την ποσότητα της θερμότητας Q p \u003d rm 3(Εικ. 38, β). Το υγρό που λαμβάνεται από τον ατμό, έχοντας κρυώσει από t ° 3 σε θ °, άφησε την ποσότητα της θερμότητας Q 3 \u003d c 2 m 3 (t 3 ° - θ °).
Το θερμιδόμετρο και το νερό, που θερμαίνεται από t ° 2 έως θ ° (Εικ. 38, γ), έλαβαν την ποσότητα θερμότητας
Q 1 \u003d c 1 m 1 (θ ° - t ° 2); Q 2 \u003d c 2 m 2 (θ ° - t ° 2).
Βασίζεται στο νόμο της διατήρησης και του μετασχηματισμού της ενέργειας
Q p + Q 3 \u003d Q 1 + Q 2,
"ΚΑΙ έξυπνος άνθρωποςΠρέπει να σκέφτομαι μερικές φορές» Gennady Malkin
Στην καθημερινή ζωή, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της λειτουργίας ενός αυτόκλειστου, μπορεί κανείς να εντοπίσει την εξάρτηση του σημείου βρασμού του νερού από την πίεση. Ας υποθέσουμε ότι για την παρασκευή του προϊόντος και την καταστροφή όλων των επικίνδυνων ζωντανών πλασμάτων, συμπεριλαμβανομένων των σπορίων αλλαντίασης, χρειαζόμαστε θερμοκρασία 120 ° C. Σε μια απλή κατσαρόλα, αυτή η θερμοκρασία δεν μπορεί να επιτευχθεί, το νερό απλώς θα βράσει στους 100 ° C. Αυτό είναι σωστό, σε ατμοσφαιρική πίεση 1 kgf / cm² (760 mm Hg), το νερό θα βράσει στους 100 ° C. Με μια λέξη, πρέπει να φτιάξουμε ένα ερμητικό δοχείο από το τηγάνι, δηλαδή ένα αυτόκλειστο. Σύμφωνα με τον πίνακα, προσδιορίζουμε την πίεση στην οποία βράζει το νερό στους 120 ° C. Αυτή η πίεση είναι 2 kgf/cm². Αλλά αυτό απόλυτη πίεση, και χρειαζόμαστε μετρητή, οι περισσότεροι μετρητές δείχνουν υπερβολική πίεση. Εφόσον η απόλυτη πίεση είναι ίση με το άθροισμα της περίσσειας (P g) και της βαρομετρικής (P bar.), δηλ. R abs. = Π εξ. + P bar, τότε η υπερπίεση στο αυτόκλειστο πρέπει να είναι τουλάχιστον P g = P abs. - R bar. \u003d 2-1 \u003d 1 kgf / cm 2. Αυτό είναι αυτό που βλέπουμε στο παραπάνω σχήμα. Η αρχή λειτουργίας είναι ότι λόγω της έγχυσης υπερβολικής πίεσης 0,1 MPa. όταν θερμαίνεται, η θερμοκρασία αποστείρωσης των κονσερβοποιημένων προϊόντων αυξάνεται στους 110-120°C και το νερό μέσα στο αυτόκλειστο δεν βράζει.
Η εξάρτηση του σημείου βρασμού του νερού από την πίεση παρουσιάζεται στον πίνακα του V.P. Vukalovich
Πίνακας V.P. Vukalovich
| R | t | Εγώ / | Εγώ // | r |
| 0,010 | 6,7 | 6,7 | 600,2 | 593,5 |
| 0,050 | 32,6 | 32,6 | 611,5 | 578,9 |
| 0,10 | 45,5 | 45,5 | 617,0 | 571,6 |
| 0,20 | 59,7 | 59,7 | 623,1 | 563,4 |
| 0,30 | 68,7 | 68,7 | 626,8 | 558,1 |
| 0,40 | 75,4 | 75,4 | 629,5 | 554,1 |
| 0,50 | 80,9 | 80,9 | 631,6 | 550,7 |
| 0,60 | 85,5 | 85,5 | 633,5 | 548,0 |
| 0,70 | 89,5 | 89,5 | 635,1 | 545,6 |
| 0,80 | 93,0 | 93.1 | 636,4 | 543,3 |
| 0,90 | 96,2 | 96,3 | 637,6 | 541,3 |
| 1,0 | 99,1 | 99,2 | 638,8 | 539,6 |
| 1,5 | 110,8 | 111,0 | 643,1 | 532,1 |
| 2,0 | 119,6 | 120,0 | 646,3 | 526,4 |
| 2,5 | 126,8 | 127,2 | 648,7 | 521,5 |
| 3,0 | 132,9 | 133,4 | 650,7 | 517,3 |
| 3,5 | 138,2 | 138,9 | 652,4 | 513,5 |
| 4,0 | 142,9 | 143,7 | 653,9 | 510,2 |
| 4,5 | 147,2 | 148,1 | 655,2 | 507,1 |
| 5,0 | 151,1 | 152,1 | 656,3 | 504,2 |
| 6,0 | 158,1 | 159,3 | 658,3 | 498,9 |
| 7,0 | 164,2 | 165,7 | 659,9 | 494,2 |
| 8,0 | 169,6 | 171,4 | 661,2 | 489,8 |
P - απόλυτη πίεση σε atm, kgf / cm 2. t είναι η θερμοκρασία σε o C; i / – ενθαλπία βραστό νερό, kcal/kg. i // – ενθαλπία ξηρού κορεσμένου ατμού, kcal/kg. r είναι η λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης, kcal/kg.
Η εξάρτηση του σημείου βρασμού του νερού από την πίεση είναι ευθέως ανάλογη, δηλαδή όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση τόσο μεγαλύτερο είναι το σημείο βρασμού. Για να κατανοήσετε καλύτερα αυτήν την εξάρτηση, καλείστε να απαντήσετε στις ακόλουθες ερωτήσεις:
1. Τι είναι το υπερθερμασμένο νερό; Ποια είναι η μέγιστη δυνατή θερμοκρασία νερού στο λεβητοστάσιό σας;
2. Τι καθορίζει την πίεση στην οποία λειτουργεί ο λέβητας σας;
3. Δώστε παραδείγματα χρήσης της εξάρτησης του σημείου βρασμού του νερού από την πίεση στο λεβητοστάσιό σας.
4. Αιτίες υδραυλικών κραδασμών σε δίκτυα θέρμανσης νερού. Γιατί ακούγεται κροτάλισμα στα τοπικά συστήματα θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας και πώς να το αποφύγετε;
5. Και τέλος, ποια είναι η λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης; Γιατί βιώνουμε, υπό προϋποθέσεις, αφόρητη ζέστη στο ρωσικό λουτρό και βγαίνουμε από το ατμόλουτρο. Αν και η θερμοκρασία στο ατμόλουτρο δεν είναι μεγαλύτερη από 60 ° C.
Το νερό και οι υδρατμοί ως λειτουργικό ρευστό και ψυκτικό χρησιμοποιούνται ευρέως στη θερμική μηχανική. Αυτό συμβαίνει επειδή το νερό είναι μια πολύ κοινή ουσία στη φύση. και δεύτερον, το νερό και οι υδρατμοί έχουν σχετικά καλές θερμοδυναμικές ιδιότητες και δεν επηρεάζουν αρνητικά το μέταλλο και τον ζωντανό οργανισμό. Ο ατμός σχηματίζεται από το νερό με εξάτμιση και βρασμό.
με εξάτμισηπου ονομάζεται εξάτμιση, η οποία συμβαίνει μόνο στην επιφάνεια του υγρού. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε οποιαδήποτε θερμοκρασία. Κατά την εξάτμιση, μόρια πετούν έξω από το υγρό, τα οποία έχουν σχετικά υψηλές ταχύτητες, με αποτέλεσμα να μειώνεται η μέση ταχύτητα των μορίων που παραμένουν και η θερμοκρασία του υγρού να μειώνεται.
Βρασμόςονομάζεται ταχεία εξάτμιση σε όλη τη μάζα του υγρού, η οποία συμβαίνει όταν το υγρό μεταφέρεται μέσω των τοιχωμάτων του δοχείου ορισμένης ποσότητας θερμότητας.
Θερμοκρασία βρασμούεξαρτάται από την πίεση κάτω από την οποία βρίσκεται το νερό: όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία στην οποία το νερό αρχίζει να βράζει.
Για παράδειγμα, η ατμοσφαιρική πίεση είναι 760 mm Hg. αντιστοιχεί σε t σε \u003d 100 ° C, όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση, τόσο υψηλότερο είναι το σημείο βρασμού, τόσο χαμηλότερη είναι η πίεση, τόσο χαμηλότερο είναι το σημείο βρασμού του νερού.
Εάν ένα υγρό βράσει σε ένα κλειστό δοχείο, τότε σχηματίζεται ατμός πάνω από το υγρό, ο οποίος έχει σταγονίδια υγρασίας. Αυτό το ζευγάρι ονομάζεται υγρό κορεσμένο . Σε αυτή την περίπτωση, η θερμοκρασία του υγρού ατμού και του βραστού νερού είναι ίδια και ίση με το σημείο βρασμού.
Εάν η θερμότητα παρέχεται συνεχώς συνεχώς, τότε όλο το νερό, συμπεριλαμβανομένων των μικρότερων σταγόνων, θα μετατραπεί σε ατμό. Αυτό το ζευγάρι ονομάζεται ξηρό κορεσμένο.
Η θερμοκρασία του ξηρού κορεσμένου ατμού είναι επίσης ίση με το σημείο βρασμού, το οποίο αντιστοιχεί σε μια δεδομένη πίεση.
Ο διαχωρισμός των σωματιδίων του νερού από τον ατμό ονομάζεται διαχωρισμός,και μια συσκευή σχεδιασμένη για αυτό - διαχωριστής.
Η μετάβαση του νερού από υγρή σε αέρια κατάσταση ονομάζεται εξάτμιση, και από αέριο σε υγρό συμπύκνωση.
Ο ατμός είναι κορεσμένος και υπερθερμασμένος. Η ποσότητα που καθορίζει την ποσότητα του ξηρού κορεσμένου ατμού σε 1 kg υγρού ατμού ως ποσοστό ονομάζεται ξηρότητα ατμού και συμβολίζεται με το γράμμα Χ (x). Για ξηρό κορεσμένο ατμό Χ=1. Η υγρασία του κορεσμένου ατμού στους λέβητες ατμού πρέπει να είναι εντός 1-3%, δηλαδή ο βαθμός ξηρότητάς του Χ=100-(1-3)=99-97%.
Ένας ατμός του οποίου η θερμοκρασία σε μια δεδομένη πίεση υπερβαίνει τη θερμοκρασία του κορεσμένου ατμού ονομάζεται υπερθερμανθεί. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ υπερθερμασμένου και ξηρού κορεσμένου ατμού στην ίδια πίεση ονομάζεται υπερθέρμανση ατμού.
6. Βασικές έννοιες της επαγγελματικής υγείας, κόπωση.
Τα καθήκοντα της βιομηχανικής υγιεινής είναι να παρέχει τις πιο ευνοϊκές συνθήκες εργασίας για τους εργαζόμενους προστατεύοντας την υγεία των εργαζομένων από την έκθεση σε επιβλαβείς παράγοντες παραγωγής.
Οι επιβλαβείς παράγοντες παραγωγής περιλαμβάνουν: θόρυβο, κραδασμούς, σκόνη των χώρων, ατμοσφαιρική ρύπανση, παρουσία τοξικών ουσιών, κακό φωτισμό των χώρων εργασίας, υψηλή θερμοκρασία στα εργαστήρια κ.λπ.
Όλοι αυτοί οι αναφερόμενοι επιβλαβείς παράγοντες επηρεάζουν αρνητικά την ανθρώπινη υγεία.
Προσωπική υγιεινήέχει θετική επίδραση στην ανθρώπινη υγεία. Δυναμώνει το σώμα των εργαζομένων και αυξάνει την αντοχή τους σε ανθυγιεινούς και επιβλαβείς παράγοντες. Για αυτό, οι εργαζόμενοι πρέπει να συμμορφώνονται με τους υγειονομικούς κανόνες και κανόνες. Χρησιμοποιήστε σωστά φόρμες, παπούτσια ασφαλείας, ντους, ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό. Διατηρείτε τα εργαλεία καθαρά και τακτοποιημένα ΧΩΡΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ. Παρατηρήστε έναν ορθολογικό τρόπο εργασίας, ανάπαυσης και διατροφής. Ασχολείστε τακτικά με τη φυσική αγωγή και μια ποικιλία θερινών και χειμερινών σπορ, που καθιστούν το σώμα υγιές και ανθεκτικό, καθώς το σώμα που σκληραίνει από τον αθλητισμό ξεπερνά εύκολα τις ασθένειες, τις δυσμενείς επιπτώσεις του εξωτερικού περιβάλλοντος, συμπεριλαμβανομένων των παραγόντων παραγωγής.
Φόρτωση...