Olemme kaikki hyvin tietoisia yhdestä vakavasta elämän tosiasiasta lapsuudesta lähtien. Kuuman teen jäähdyttämiseksi on tarpeen kaataa se kylmään lautaseen ja puh altaa sen pinnalle pitkään. Kuusi-seitsemän vuoden iässä et oikeastaan ajattele fysiikan lakeja, otat ne vain itsestäänselvyytenä tai fysikaalisesti aksioomana. Kuitenkin, kun opimme tieteitä ajan mittaan, löydämme mielenkiintoisia yhtäläisyyksiä aksioomien ja johdonmukaisten todisteiden välillä, mikä muuttaa lapsuuden oletukset sujuvasti aikuisten teoreemiksi. Sama koskee kuumaa teetä. Kukaan meistä ei olisi voinut kuvitella, että tämä jäähdytystapa liittyy suoraan nesteen haihtumiseen.
Prosessin fysiikka
Jotta vastata kysymykseen, mikä määrittää nesteen haihtumisnopeuden, on välttämätöntä ymmärtää prosessin fysiikka. Haihtuminen on aineen faasimuutosprosessi nestemäisestä aggregoituneesta tilasta kaasumaiseen tilaan. Mikä tahansa nestemäinen aine voi haihtua, myös erittäin viskoosi. Ulkonäöltäänetkä voi sanoa, että tietty hyytelömäinen liete voi menettää osan massastaan haihtumisen vuoksi, mutta tietyissä olosuhteissa juuri näin tapahtuu. Kiinteä aine voi myös haihtua, vain tätä prosessia kutsutaan sublimaatioksi.
Kuinka se tapahtuu
Aloitaessa selvittää, mistä nesteen haihtumisnopeus riippuu, on lähdettävä siitä tosiasiasta, että tämä on endoterminen prosessi, eli prosessi, joka tapahtuu lämmön absorption kanssa. Faasimuutoslämpö (haihdutuslämpö) siirtää energiaa aineen molekyyleihin lisäämällä niiden nopeutta ja lisäämällä niiden erottumisen todennäköisyyttä heikentäen samalla molekyylien koheesiovoimia. Irtautuessaan suurimmasta osasta ainetta, nopeimmat molekyylit irtautuvat sen rajoista ja aine menettää massansa. Samaan aikaan ulostyönnetyt nestemolekyylit kiehuvat välittömästi ja suorittavat faasisiirtymäprosessin erotuksen yhteydessä, ja niiden ulostulo on jo kaasumaisessa tilassa.
Hakemus
Ymmärtämällä syyt, joista nesteen haihtumisnopeus riippuu, on mahdollista säädellä oikein tapahtuvia teknisiä prosesseja niiden perusteella. Esimerkiksi ilmastointilaitteen toiminta, jonka lämmönvaihdin-höyrystimessä kylmäaine kiehuu ottamalla lämpöä jäähdytetystä huoneesta, tai veden kiehuminen teollisuuskattilan putkissa, jonka lämpö siirtyy lämmityksen ja käyttöveden tarpeisiin. Niiden olosuhteiden ymmärtäminen, joista nesteen haihtumisnopeus riippuu, antaa mahdollisuuden suunnitella ja valmistaa nykyaikaisia ja teknisiä laitteita, joiden mitat ovat kompaktit ja joilla on suurempi kerroin.lämmönsiirto.
Lämpötila
Nestemäinen aggregaatiotila on erittäin epävakaa. Maallisen n:n kanssa. y. (käsite "normaalit olosuhteet", ts. ihmiselämään sopiva), se pyrkii ajoittain siirtymään kiinteään tai kaasumaiseen faasiin. Miten tämä tapahtuu? Mikä määrittää nesteen haihtumisnopeuden?
Ensisijainen kriteeri on tietysti lämpötila. Mitä enemmän lämmitämme nestettä, sitä enemmän tuomme energiaa aineen molekyyleihin, mitä enemmän molekyylisidoksia katkeamme, sitä nopeammin faasimuutosprosessi etenee. Apoteoosi saavutetaan tasaisella ytimien kiehumisella. Vesi kiehuu 100°C:ssa ilmakehän paineessa. Kattilan tai esimerkiksi kattilan pinta, jossa se kiehuu, on vain ensi silmäyksellä täysin sileä. Kun kuvaa kasvaa moninkertaisesti, näemme loputtomasti teräviä huippuja, kuten vuorilla. Lämpöä syötetään pisteittain kuhunkin näistä huipuista, ja pienen lämmönvaihtopinnan ansiosta vesi kiehuu välittömästi muodostaen ilmakuplan, joka nousee pintaan, jossa se romahtaa. Siksi tällaista keittämistä kutsutaan kuplivaksi. Veden haihtumisnopeus on maksimi.
Paine
Toinen tärkeä parametri, josta nesteen haihtumisnopeus riippuu, on paine. Kun paine laskee alle ilmakehän, vesi alkaa kiehua alhaisemmissa lämpötiloissa. Kuuluisten painekattiloiden työ perustuu tähän periaatteeseen - erityisiin pannuihin, joista ilma pumpattiin pois, ja vesi kiehui jo 70-80 ºС. Paineen nousu toisa altalisää kiehumispistettä. Tätä hyödyllistä ominaisuutta käytetään syötettäessä tulistettua vettä lämpövoimalaitoksesta keskuslämmitykseen ja ITP:hen, jossa siirrettävän lämmön potentiaalin ylläpitämiseksi vesi lämmitetään 150-180 asteen lämpötilaan, kun se on tarpeen sulkea pois. mahdollisuus kiehua putkissa.
Muut tekijät
Nesteen pinnan intensiivinen puhallus lämpötilassa, joka on korkeampi kuin syötettävän ilmasuihkun lämpötila, on toinen tekijä, joka määrää nesteen haihtumisnopeuden. Tästä voidaan ottaa esimerkkejä jokapäiväisestä elämästä. Tuulen puh altaminen järven pintaan tai esimerkki, jolla aloitimme tarinan: lautaseen kaadetun kuuman teen puhallus. Se jäähtyy johtuen siitä, että irtautuessaan aineen pääosasta molekyylit ottavat osan energiasta mukanaan jäähdyttäen sitä. Täältä näet myös pinta-alan vaikutuksen. Aluslautanen on leveämpi kuin muki, joten sen neliöstä voi poistua enemmän vettä.
Nestetyyppi itsessään vaikuttaa myös haihtumisnopeuteen: jotkut nesteet haihtuvat nopeammin, toiset päinvastoin hitaammin. Myös ympäröivän ilman tilalla on tärkeä vaikutus haihtumisprosessiin. Jos absoluuttinen kosteuspitoisuus on korkea (erittäin kostea ilma, kuten meren lähellä), haihtumisprosessi on hitaampi.
