Suyun buxarlanması və buxarlanması. Suyun buxarlanması

Məsələn, açıq qabın səthindən, anbarın səthindən və s. Buxarlanma istənilən temperaturda baş verir, lakin hər hansı bir maye üçün onun sürəti artan temperaturla artır. Maddənin müəyyən bir kütləsinin tutduğu həcm buxarlanma zamanı kəskin şəkildə artır.

Göydəki buludlar, ağaclarda şaxta - bunların hamısı suyun buxarlanması və su buxarının kondensasiyası proseslərinin nəticələridir.

İki əsas halı ayırd etmək lazımdır. Birincisi, qapalı bir qabda buxarlanma baş verdikdə və qabın bütün nöqtələrində temperatur eynidir. Məsələn, suyun və buxarın temperaturu qaynama nöqtəsindən aşağı olarsa, su buxar qazanının içərisində və ya qapaq ilə bağlanmış çaydanda buxarlanır. Bu halda, yaranan buxarın həcmi gəminin boşluğu ilə məhdudlaşır. Buxar təzyiqi maye ilə termal tarazlıqda olduğu müəyyən bir məhdudlaşdırıcı dəyərə çatır; bu cür buxarçağırdı zəngin, və onun təzyiqidir buxar təzyiqi. İkinci hal mayenin üstündəki boşluq bağlanmadıqda; Su gölməçənin səthindən belə buxarlanır. Bu halda, tarazlıq demək olar ki, heç vaxt əldə edilmir və buxar doymamış olur və buxarlanma sürəti bir çox amillərdən asılıdır.

Buxarlanma sürətinin ölçüsü mayenin sərbəst səthinin vahidindən vahid vaxtda qaçan maddənin miqdarıdır. 19-cu əsrin əvvəllərində ingilis fiziki və kimyaçısı D. Dalton. aşkar etdi ki, buxarlanma sürəti buxarlanan mayenin temperaturunda doymuş buxarın təzyiqi ilə mayenin üstündə mövcud olan real buxarın faktiki təzyiqi arasındakı fərqlə mütənasibdir. Maye və buxar tarazlıqdadırsa, buxarlanma dərəcəsi sıfırdır. Daha doğrusu, olur, amma əks proses də eyni sürətlə baş verir - kondensasiya(maddənin qaz və ya buxar halından maye halına keçməsi). Buxarlanma sürəti həm də onun sakit və ya hərəkətli atmosferdə baş verməsindən asılıdır; yaranan buxar hava axını ilə üfürülürsə və ya nasosla çıxarılırsa onun sürəti artır.

Əgər maye məhluldan buxarlanma baş verirsə, onda müxtəlif maddələr müxtəlif sürətlə buxarlanır. Müəyyən bir maddənin buxarlanma sürəti, hava kimi kənar qazların təzyiqinin artması ilə azalır. Buna görə də, boşluğa buxarlanma ən yüksək sürətlə baş verir. Əksinə, qaba yad, inert qaz əlavə etməklə buxarlanmanı xeyli yavaşlatmaq olar.

Buxarlanma zamanı mayedən qaçan molekullar qonşu molekulların cazibəsini dəf etməli və onları səth qatında saxlayan səthi gərginlik qüvvələrinə qarşı işləməlidir. Buna görə də, buxarlanmanın baş verməsi üçün buxarlanan maddəyə istilik verilməli, onu mayenin özünün daxili enerji ehtiyatından çıxarmaq və ya onu ətrafdakı cisimlərdən almaq lazımdır. Eyni temperaturda və təzyiqdə mayenin buxara çevrilməsi üçün müəyyən bir temperaturda və sabit təzyiqdə ona verilməli olan istilik miqdarı deyilir. buxarlanma istiliyi. Buxar təzyiqi artan temperaturla artır, buxarlanma istiliyi bir o qədər güclüdür.

Buxarlanan mayeyə istilik xaricdən verilmirsə və ya kifayət qədər verilmirsə, maye soyuyur. Ona görə də yaş əlimizi havada qoyub üşüyürük. İstilik keçirməyən divarları olan bir qaba yerləşdirilən bir mayenin intensiv şəkildə buxarlanmasına məcbur edərək, əhəmiyyətli dərəcədə soyudula bilər. Kinetik nəzəriyyəyə görə, ən sürətli molekullar buxarlanır, mayedə qalan molekulların orta enerjisi azalır - buna görə maye soyuyur.

Bəzən buxarlanma da deyilir sublimasiya, və ya sublimasiya, yəni bərk cismin qaz halına keçməsi. Onların demək olar ki, bütün nümunələri həqiqətən oxşardır. Sublimasiya istiliyi buxarlanma istiliyindən təxminən qaynaşma istiliyindən böyükdür.

Ərimə nöqtəsindən aşağı temperaturda əksər bərk maddələrin doymuş buxar təzyiqi çox aşağı olur və onların buxarlanması praktiki olaraq yoxdur. Bununla belə, istisnalar var. Beləliklə, 0 ° C-də su 4,58 mm Hg doymuş buxar təzyiqinə malikdir. Art., və −1 °C-də buz - 4,22 mm Hg. İncəsənət. və hətta -10 ° C-də - hələ də 1,98 mmHg. İncəsənət. Bu nisbətən böyük su buxarı təzyiqləri bərk buzun asanlıqla müşahidə edilən buxarlanmasını, xüsusən də nəm çamaşırların soyuqda qurudulmasının məlum faktını izah edir.

Su qabını üstü açıq qoysanız, bir müddət sonra su buxarlanacaq. Eyni təcrübəni etil spirti və ya benzinlə etsəniz, proses bir qədər daha sürətli baş verir. Əgər kifayət qədər güclü ocaqda bir qazan suyu qızdırsanız, su qaynayacaq.

Bütün bu hadisələr buxarlanmanın, mayenin buxara çevrilməsinin xüsusi halıdır. İki növ buxarlanma var buxarlanma və qaynama.

Buxarlanma nədir

Buxarlanma mayenin səthindən buxar əmələ gəlməsidir. Buxarlanma aşağıdakı kimi izah edilə bilər.

Toqquşmalar zamanı molekulların sürətləri dəyişir. Tez-tez elə molekullar olur ki, onların sürəti o qədər yüksəkdir ki, onlar qonşu molekulların cazibəsinə qalib gələrək mayenin səthindən qopurlar. (Maddənin molekulyar quruluşu). Kiçik həcmli mayedə belə çoxlu molekullar olduğundan belə hallar tez-tez baş verir və daimi buxarlanma prosesi gedir.

Mayenin səthindən ayrılan molekullar onun üstündə buxar əmələ gətirir. Onların bəziləri xaotik hərəkətə görə yenidən mayeyə qayıdırlar. Buna görə də, külək olduqda buxarlanma daha sürətli baş verir, çünki buxarı mayedən uzaqlaşdırır (burada "tutma" və küləklə molekulların mayenin səthindən ayrılması fenomeni də baş verir).

Buna görə də, qapalı bir qabda buxarlanma tez dayanır: vahid vaxtda "çıxan" molekulların sayı mayeyə "qaytarılan" molekulların sayına bərabər olur.

Buxarlanma dərəcəsi mayenin növündən asılıdır: mayenin molekulları arasında cazibə nə qədər az olarsa, buxarlanma bir o qədər intensiv olur.

Mayenin səthi nə qədər böyükdürsə, bir o qədər çox molekul onu tərk etmək imkanına malikdir. Bu o deməkdir ki, buxarlanmanın intensivliyi mayenin səth sahəsindən asılıdır.

Temperatur artdıqca molekulların sürəti də artır. Buna görə də, temperatur nə qədər yüksək olarsa, buxarlanma bir o qədər sıx olur.

Nə qaynar

Qaynama mayenin qızdırılması, onun içində buxar qabarcıqlarının əmələ gəlməsi, səthə üzməsi və orada partlaması nəticəsində baş verən intensiv buxarlanmadır.

Qaynama zamanı mayenin temperaturu sabit qalır.

Qaynama nöqtəsi mayenin qaynadığı temperaturdur. Adətən verilmiş mayenin qaynama nöqtəsindən danışarkən bu mayenin normal atmosfer təzyiqində qaynadığı temperatur nəzərdə tutulur.

Buxarlanma zamanı mayedən ayrılan molekullar ondan daxili enerjinin bir hissəsini alır. Buna görə də, maye buxarlanan kimi, soyuyur.

Buxarlanmanın xüsusi istiliyi

Maddənin vahid kütləsini buxarlamaq üçün tələb olunan istilik miqdarını xarakterizə edən fiziki kəmiyyət xüsusi buxarlanma istiliyi adlanır. (bu mövzunun daha ətraflı təhlili üçün linki izləyin)

SI sistemində bu kəmiyyət üçün ölçü vahidi J/kq-dır. L hərfi ilə təyin olunur.

Mayenin buxarlanması istənilən temperaturda baş verir və temperatur nə qədər yüksək olarsa, buxarlanan mayenin sərbəst səth sahəsi bir o qədər böyükdür və mayenin üzərində əmələ gələn buxarlar bir o qədər tez çıxarılır.

Müəyyən bir temperaturda, mayenin təbiətindən və yerləşdiyi təzyiqdən asılı olaraq, mayenin bütün kütləsində buxarlanma başlayır. Bu proses qaynama adlanır.

Bu, yalnız sərbəst səthdən deyil, həm də mayenin həcmində intensiv buxarlanma prosesidir. Doymuş buxarla doldurulmuş baloncuklar həcmdə əmələ gəlir. Onlar qaldırıcı qüvvənin təsiri altında yuxarı qalxır və səthdə partlayırlar. Onların əmələ gəlmə mərkəzləri xarici qazların kiçik baloncukları və ya müxtəlif çirklərin hissəcikləridir.

Əgər qabarcıq bir neçə millimetr və ya daha çox ölçülərə malikdirsə, onda ikinci termini laqeyd etmək olar və buna görə də sabit xarici təzyiqdə olan böyük baloncuklar üçün baloncuklardakı doymuş buxar təzyiqi xarici təzyiqə bərabər olduqda maye qaynayır. .

Mayenin səthindən yuxarı xaotik hərəkət nəticəsində molekulyar qüvvələrin təsir sferasına düşən buxar molekulu yenidən mayeyə qayıdır. Bu proses kondensasiya adlanır.

Buxarlanma və qaynama

Buxarlanma və qaynama mayenin qaza (buxar) çevrilməsinin iki yoludur. Belə bir keçid prosesi buxarlanma adlanır. Yəni buxarlanma və qaynama buxarlanma üsullarıdır. Bu iki üsul arasında əhəmiyyətli fərqlər var.

Buxarlanma yalnız mayenin səthindən baş verir. İstənilən mayenin molekullarının daim hərəkətdə olmasının nəticəsidir. Üstəlik, molekulların sürəti fərqlidir. Kifayət qədər yüksək sürətə malik molekullar bir dəfə səthə çıxdıqda, digər molekulların cazibə qüvvəsinə qalib gələrək havaya düşə bilirlər. Havada olan su molekulları ayrı-ayrılıqda buxar əmələ gətirir. Cütlükləri onların gözü ilə görmək mümkün deyil. Su dumanı olaraq gördüyümüz şey artıq kondensasiyanın (buxarlanmaya əks proses) nəticəsidir, soyuduqda buxar kiçik damlalar şəklində toplanır.

Buxarlanma nəticəsində mayenin özü soyuyur, çünki ən sürətli molekullar onu tərk edir. Bildiyiniz kimi, temperatur bir maddənin molekullarının hərəkət sürəti, yəni onların kinetik enerjisi ilə dəqiq müəyyən edilir.

Buxarlanma sürəti bir çox amillərdən asılıdır. Birincisi, mayenin temperaturundan asılıdır. Temperatur nə qədər yüksək olarsa, buxarlanma bir o qədər tez olur. Bu başa düşüləndir, çünki molekullar daha sürətli hərəkət edir, yəni səthdən qaçmaq daha asandır. Buxarlanma sürəti maddədən asılıdır. Bəzi maddələrdə molekullar daha güclü cəzb olunur və buna görə də onların uçması daha çətindir, bəzilərində isə daha zəifdirlər və buna görə də mayeni daha asan tərk edirlər. Buxarlanma həmçinin səth sahəsindən, havanın buxarla doymasından və küləkdən asılıdır.

Buxarlanmanı qaynamadan fərqləndirən ən mühüm cəhət ondan ibarətdir ki, buxarlanma istənilən temperaturda baş verir və o, yalnız mayenin səthindən baş verir.

Buxarlanmadan fərqli olaraq, qaynama yalnız müəyyən bir temperaturda baş verir. Maye vəziyyətdə olan hər bir maddənin öz qaynama nöqtəsi var. Məsələn, normal atmosfer təzyiqində su 100 ° C-də, spirt isə 78 ° C-də qaynar. Lakin atmosfer təzyiqi azaldıqca bütün maddələrin qaynama temperaturu bir qədər azalır.

Su qaynadıqda, orada həll olunan hava buraxılır. Gəmi adətən aşağıdan qızdırıldığı üçün suyun aşağı təbəqələrində temperatur daha yüksək olur və əvvəlcə orada qabarcıqlar əmələ gəlir. Bu qabarcıqlara su buxarlanır və su buxarı ilə doyurulur.

Baloncuklar suyun özündən daha yüngül olduğundan yuxarı qalxırlar. Suyun üst qatları qaynama həddinə qədər isinmədiyindən, qabarcıqlar soyuyur və içindəki buxar yenidən suya çevrilir, qabarcıqlar ağırlaşır və yenidən batır.

Mayenin bütün təbəqələri qaynama temperaturuna qədər qızdırıldıqda, baloncuklar artıq enmir, səthə qalxır və partlayır. Onlardan çıxan buxar havaya axır. Beləliklə, qaynama zamanı buxarlanma prosesi mayenin səthində deyil, əmələ gələn hava kabarcıklarında bütün qalınlığı boyunca baş verir. Buxarlanmadan fərqli olaraq, qaynama yalnız müəyyən bir temperaturda mümkündür.

Anlamaq lazımdır ki, maye qaynadıqda onun səthindən normal buxarlanma da baş verir.

Mayenin buxarlanma sürətini nə müəyyənləşdirir?

Bəzən buxarlanmaya sublimasiya və ya sublimasiya, yəni bərk cismin qaz halına keçməsi də deyilir. Onların demək olar ki, bütün nümunələri həqiqətən oxşardır. Sublimasiya istiliyi buxarlanma istiliyindən təxminən qaynaşma istiliyindən böyükdür.

Beləliklə, buxarlanma dərəcəsi aşağıdakılardan asılıdır:

Bir növ maye. Molekulları bir-birini daha az qüvvə ilə çəkən maye daha tez buxarlanır. Həqiqətən, bu vəziyyətdə, daha çox sayda molekul cazibəni aradan qaldıra və mayedən uça bilər.
Buxarlanma mayenin temperaturu nə qədər yüksək olarsa, daha sürətli baş verir. Mayenin temperaturu nə qədər yüksək olarsa, onun içindəki sürətlə hərəkət edən molekulların sayı bir o qədər çox olar ki, onlar ətrafdakı molekulların cəlbedici qüvvələrinə qalib gələ və mayenin səthindən uzaqlaşa bilirlər.
Mayenin buxarlanma sürəti onun səth sahəsindən asılıdır. Bu səbəb mayenin səthdən buxarlanması və mayenin səthinin sahəsi nə qədər böyükdürsə, ondan eyni vaxtda havaya uçan molekulların sayı da çox olması ilə izah olunur.
Küləklə mayenin buxarlanması daha sürətli baş verir. Molekulların mayedən buxara keçməsi ilə eyni vaxtda əks proses də baş verir. Mayenin səthi üzərində təsadüfi hərəkət edərək, onu tərk edən bəzi molekullar yenidən ona qayıdırlar. Buna görə də, qapalı qabda mayenin kütləsi dəyişmir, baxmayaraq ki, maye buxarlanmağa davam edir.

nəticələr

Biz deyirik ki, su buxarlanır. Amma bu nə deməkdir? Buxarlanma, havadakı bir mayenin tez bir zamanda qaz və ya buxara çevrilməsi prosesidir. Bir çox maye çox tez, sudan daha sürətli buxarlanır. Bu, spirt, benzin və ammonyaklara aiddir. Bəzi mayelər, məsələn, civə, çox yavaş buxarlanır.

Buxarlanmaya nə səbəb olur? Bunu başa düşmək üçün maddənin təbiəti haqqında bir şey anlamaq lazımdır. Bildiyimiz qədər hər bir maddə molekullardan ibarətdir. Bu molekullara iki qüvvə təsir edir. Onlardan biri onları bir-birinə cəlb edən birlikdir. Digəri, ayrı-ayrı molekulların bir-birindən ayrılmasına səbəb olan istilik hərəkətidir.

Yapışqan qüvvə daha yüksək olarsa, maddə bərk vəziyyətdə qalır. Əgər istilik hərəkəti koheziyanı aşacaq qədər güclüdürsə, o zaman maddə qaz olur və ya olur. İki qüvvə təxminən balanslıdırsa, deməli mayemiz var.

Su, əlbəttə ki, mayedir. Lakin mayenin səthində elə sürətlə hərəkət edən molekullar var ki, onlar yapışma qüvvəsini aşaraq kosmosa uçurlar. Molekulların ayrılması prosesi buxarlanma adlanır.

Niyə su günəşə məruz qaldıqda və ya isindikdə daha tez buxarlanır? Temperatur nə qədər yüksək olarsa, mayedə istilik hərəkəti bir o qədər sıx olur. Bu, getdikcə daha çox molekulun uçmaq üçün kifayət qədər sürət qazanması deməkdir. Ən sürətli molekullar uçduqca, qalan molekulların sürəti orta hesabla yavaşlayır. Qalan maye nə üçün buxarlanma yolu ilə soyuyur?

Deməli, su quruyanda onun qaza və ya buxara çevrilərək havanın bir hissəsinə çevrilməsi deməkdir.

9B sinif şagirdi Çernışova Kristina MBOU Stavropol şəhərindəki 27 nömrəli orta məktəb.

Bu tədqiqat işinin mövzusu buxarlanma sürətinin müxtəlif xarici şəraitdən asılılığını öyrənməkdir. Bu problem müxtəlif texnoloji sahələrdə və bizi əhatə edən təbiətdə aktual olaraq qalır. Təbiətdəki suyun dövranının buxarlanma və həcmli kondensasiya fazaları vasitəsilə baş verdiyini söyləmək kifayətdir. Su dövranı, öz növbəsində, günəşin planetə təsiri və ya ümumiyyətlə canlıların normal mövcudluğu kimi mühüm hadisələri müəyyən edir.

Hipoteza: buxarlanma sürəti maddənin növündən, mayenin səthindən və havanın temperaturundan, səthindən yuxarıda hərəkət edən hava cərəyanlarının mövcudluğundan asılıdır.

Yüklə:

Önizləmə:

BƏLƏDİYYƏ BÜDCƏLİ TƏHSİL MÜƏSSİSƏSİ

27 nömrəli ORTA MƏKTƏB

Tədqiqat işi:

“Buxarlanma və bu prosesə təsir edən amillər”

Tamamladı: 9B sinif şagirdi

Çernışova Kristina.

Müəllim: Vetrova L.I.

Stavropol

2013

I.Giriş………………………………………………………………………………………….3

II Nəzəri hissə………………………………………………….4

1. Molekulyar kinetik nəzəriyyənin əsas prinsipləri…………………4

2. Temperatur…………………………………………………………………………………………………………………………………6

3. Maddənin maye halının xüsusiyyətləri…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3.Maddənin maye halının xüsusiyyətləri.

4. Daxili enerji…………………………………………………………..8

5. Buxarlanma………………………………………………………………………………..10

III.Tədqiqat hissəsi…………………………………………………..14

IV.Nəticə………………………………………………………………………………..21

V. Ədəbiyyat…………………………………………………………………………….22

Giriş

Buxarlanma sənaye praktikasında maddələrin təmizlənməsi, materialların qurudulması, maye qarışıqların ayrılması və kondisioner üçün geniş istifadə olunur. Buxarlandırıcı suyun soyudulması müəssisələrin dövriyyəli su təchizatı sistemlərində istifadə olunur.

Karbüratör və dizel mühərriklərində yanacaq hissəciklərinin ölçü bölgüsü onların yanma sürətini və deməli, mühərrikin işləmə prosesini müəyyən edir. Kondensasiya dumanları müxtəlif yanacaqların yanması zamanı təkcə su buxarı əmələ gətirmir, həm də digər buxarlar üçün kondensasiya mərkəzləri kimi xidmət edə bilən çoxlu kondensasiya nüvələri əmələ gəlir. Bu mürəkkəb proseslər mühərriklərin səmərəliliyini və yanacaq itkisini müəyyən edir. Bu hadisələrin tədqiqində ən yaxşı nəticələrin əldə edilməsi ölkəmizdə texniki tərəqqinin hərəkəti üçün məlumat ola bilərdi.

Belə ki , bu işin məqsədi- buxarlanma dərəcəsinin ətraf mühitin müxtəlif amillərindən asılılığını araşdırmaq və qrafiklərdən və diqqətli müşahidələrdən istifadə edərək xəbərdarlıq nümunələri.

Hipoteza : buxarlanma sürəti maddənin növündən, mayenin səthindən və havanın temperaturundan, səthindən yuxarıda hərəkət edən hava cərəyanlarının mövcudluğundan asılıdır.

Tədqiqat apararkən biz müxtəlif sadə alətlərdən, məsələn, termometrdən, həmçinin internet resurslarından və digər ədəbiyyatlardan istifadə etdik.

II Nəzəri hissə.

1. Molekulyar kinetik nəzəriyyənin əsas prinsipləri

Təbiətdə və texnologiyada olan maddələrin xassələri müxtəlif və rəngarəngdir: şüşə şəffaf və kövrəkdir, polad isə elastik və qeyri-şəffafdır, mis və gümüş istilik və elektrik cərəyanını yaxşı keçirdir, lakin çini və ipək pisdir və s.

Hər hansı bir maddənin daxili quruluşu nədir? Bərk (davamlı) və ya qum yığınının quruluşuna bənzər dənəvər (diskret) quruluşa malikdir?

Maddənin quruluşu məsələsi Qədim Yunanıstanda qoyulmuşdu, lakin eksperimental məlumatların olmaması onun həllini qeyri-mümkün etdi və uzun müddət (iki min ildən çox) maddənin quruluşu ilə bağlı parlaq təxminləri yoxlamaq mümkün olmadı. təbiətdəki hər şeyin davamlı hərəkətdə olan atomlardan ibarət olduğunu öyrədən qədim yunan mütəfəkkirləri Levkipp və Demokrit (e.ə. 460-370) tərəfindən ifadə edilmişdir. Onların təlimi sonradan unudulmuş və orta əsrlərdə artıq maddə davamlı hesab olunurdu və hər biri maddənin müəyyən bir xassəsini təcəssüm etdirən və bədənə həm girə, həm də bədəndən çıxa bilən çəkisiz mayelərin köməyi ilə cisimlərin dəyişiklikləri və vəziyyəti izah edildi. . Məsələn, hesab olunurdu ki, bədənə kalori əlavə etmək onun istiləşməsinə səbəb olur, əksinə, bədənin soyuması kalorinin axını səbəbindən baş verir və s.

17-ci əsrin ortalarında. Fransız alimi P. Qassendi (1592-1655) Demokritin fikirlərinə qayıtdı. O hesab edirdi ki, təbiətdə daha sadə komponentlərə parçalana bilməyən maddələr var. Belə maddələr indi kimyəvi elementlər adlanır, məsələn, hidrogen, oksigen, mis və s. Qassendiyə görə hər bir element müəyyən tip atomlardan ibarətdir.

Təbiətdə nisbətən az sayda fərqli element var, lakin onların atomları qruplara birləşərək (onların arasında eyni atomlar ola bilər) yeni bir maddə növünün ən kiçik hissəciyini - molekulu verir. Molekuldakı atomların sayından və növündən asılı olaraq müxtəlif xassələrə malik maddələr alınır.

18-ci əsrdə Maddənin quruluşunun molekulyar-kinetik nəzəriyyəsinin əsaslarını qoyan M.V.Lomonosovun əsərləri meydana çıxdı. Lomonosov o dövrdə müvafiq hadisələri izah etmək üçün geniş istifadə olunan kalori kimi çəkisiz mayelərin, eləcə də soyuq, qoxu və s. atomlarının fizikadan qovulması üçün qətiyyətlə mübarizə aparırdı. Lomonosov sübut etdi ki, bütün hadisələr təbii olaraq maddə molekullarının hərəkəti və qarşılıqlı təsiri ilə izah olunur. - |19-cu əsrin əvvəllərində ingilis alimi D.Dalton (1766-1844) göstərmişdir ki, yalnız atomlar və molekullar haqqında təsəvvürlərdən istifadə etməklə təcrübələrdən məlum olan kimyəvi qanunları çıxarmaq və izah etmək olar. Beləliklə, o, maddənin molekulyar quruluşunu elmi cəhətdən əsaslandırdı. Daltonun işindən sonra atomların və molekulların varlığı alimlərin böyük əksəriyyəti tərəfindən qəbul edildi.

20-ci əsrin əvvəllərində. maddə molekullarının ölçüləri, kütlələri və hərəkət sürətləri ölçüldü, molekullarda ayrı-ayrı atomların yeri müəyyən edildi, bir sözlə, maddənin quruluşunun molekulyar kinetik nəzəriyyəsinin qurulması nəhayət tamamlandı, nəticələri bir çox təcrübələrlə təsdiqlənir.

Bu nəzəriyyənin əsas müddəaları aşağıdakılardır:

1) hər bir maddə molekullararası boşluqlar olan molekullardan ibarətdir;

2) molekullar həmişə fasiləsiz nizamsız (xaotik) hərəkətdədirlər;

3) molekullar arasında həm cəlbedici, həm də itələyici qüvvələr hərəkət edir. Bu qüvvələr molekullar arasındakı məsafədən asılıdır. Onlar yalnız çox qısa məsafələrdə əhəmiyyətlidir və molekullar bir-birindən uzaqlaşdıqca tez azalır. Bu qüvvələrin təbiəti elektrikdir.

2. Temperatur.

Əgər bütün cisimlər fasiləsiz və təsadüfi hərəkət edən molekullardan ibarətdirsə, o zaman molekulların hərəkət sürətinin, yəni kinetik enerjisinin dəyişməsi özünü necə göstərəcək və bu dəyişikliklər insanda hansı hisslərə səbəb olacaq? Belə çıxır ki, molekulların translyasiya hərəkətinin orta kinetik enerjisinin dəyişməsi cisimlərin qızması və ya soyuması ilə bağlıdır.

Çox vaxt insan bədənin istiliyini toxunuşla müəyyən edir, məsələn, əli ilə istilik radiatoruna toxunaraq, deyirik: radiator soyuq, isti və ya istidir. Ancaq toxunma ilə bədənin isti olub olmadığını müəyyən etmək çox vaxt aldadıcıdır. Qışda insan əli ilə taxta və metal gövdəyə toxunduqda ona elə gəlir ki, metal əşya taxtadan daha soyuqdur, baxmayaraq ki, əslində onların istiləşməsi eynidir. Buna görə də, bədənin istiləşməsini obyektiv qiymətləndirəcək bir dəyər təyin etmək və onu ölçmək üçün bir cihaz yaratmaq lazımdır.

Bədənin qızma dərəcəsini xarakterizə edən kəmiyyətə temperatur deyilir. Temperaturun ölçülməsi üçün cihaz termometr adlanır. Ən çox yayılmış termometrlərin hərəkəti qızdırıldıqda cisimlərin genişlənməsinə və soyuduqda sıxılmasına əsaslanır. Müxtəlif temperaturlara malik iki cisim təmasda olduqda, cisimlər arasında enerji mübadiləsi baş verir. Bu zaman daha çox qızdırılan (yüksək temperaturlu) bədən enerji itirir, daha az qızdırılan (aşağı temperaturlu) isə onu qazanır. Cismlər arasında bu enerji mübadiləsi onların temperaturlarının bərabərləşməsinə gətirib çıxarır və cisimlərin temperaturları bərabər olduqda başa çatır.

İnsanın istilik hissi ətrafdakı cisimlərdən enerji aldıqda, yəni onların temperaturu insanın temperaturundan yüksək olduqda baş verir. Soyuqluq hissi bir insanın ətrafdakı bədənlərə enerji buraxması ilə əlaqələndirilir. Yuxarıdakı misalda metal gövdə insana taxtadan daha soyuq görünür, çünki enerji ağacdan daha tez əldən metal cisimlərə ötürülür və birinci halda əlin temperaturu daha tez azalır.

3. Maddənin maye halının xüsusiyyətləri.

Maye molekulları bir müddət t təsadüfi yaranan tarazlıq mövqeyi ətrafında fırlanır və sonra yeni mövqeyə tullanır. Molekulun tarazlıq mövqeyi ətrafında salındığı vaxt molekulun "oturuşmuş həyat" vaxtı adlanır. Bu, mayenin növündən və temperaturundan asılıdır. Maye qızdırıldıqda, "oturma müddəti" azalır.

Kifayət qədər kiçik bir həcm bir mayedə təcrid olunarsa, "məskunlaşan həyat" zamanı orada maye molekullarının nizamlı düzülüşü saxlanılır, yəni. Lakin böyük həcmdə mayenin içində maye molekullarının bir-birinə nisbətən düzülməsini nəzərə alsaq, xaotik olduğu ortaya çıxır.

Buna görə də deyə bilərik ki, bir mayedə molekulların düzülüşündə "qısa mənzilli bir nizam" var. Maye molekullarının kiçik həcmlərdə nizamlı düzülüşü kvazikristal (kristala bənzər) adlanır. Mayeyə qısa müddətli təsirləri ilə, "məskunlaşmış həyat" müddətindən daha az olan mayenin xassələrinin bərkin xüsusiyyətləri ilə böyük oxşarlığı aşkar edilir. Məsələn, düz səthə malik kiçik bir daş suya kəskin şəkildə dəydikdə, daş ondan sıçrayır, yəni maye elastik xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Platformadan tullanan üzgüçü bütün bədəni ilə suyun səthinə dəyirsə, o, ciddi xəsarət alacaq, çünki bu şəraitdə maye özünü bərk cisim kimi aparır.

Mayeyə məruz qalma müddəti molekulların "məskunlaşma müddəti" müddətindən daha uzundursa, mayenin axıcılığı aşkar edilir. Məsələn, insan çayın sahilindən sərbəst şəkildə suya daxil olur və s.Maye halının əsas xüsusiyyətləri mayenin axıcılığı və həcmin saxlanmasıdır. Mayenin axıcılığı onun molekullarının "oturma müddəti" ilə sıx bağlıdır. Bu müddət nə qədər qısa olarsa, maye molekullarının hərəkətliliyi bir o qədər çox olar, yəni mayenin axıcılığı bir o qədər böyükdür və onun xassələri qazın xüsusiyyətlərinə daha yaxındır.

Mayenin temperaturu nə qədər yüksək olarsa, onun xassələri bərk cismin xassələrindən bir o qədər fərqlənir və sıx qazların xassələrinə yaxınlaşır. Beləliklə, bir maddənin maye vəziyyəti eyni maddənin bərk və qaz halları arasında aralıqdır.

4. Daxili enerji

Hər bir bədən çoxlu sayda hissəciklərin toplusudur. Maddənin quruluşundan asılı olaraq, bu hissəciklər molekullar, atomlar və ya ionlardır. Bu hissəciklərin hər biri öz növbəsində kifayət qədər mürəkkəb bir quruluşa malikdir. Beləliklə, molekul iki və ya daha çox atomdan, atomlar nüvədən və elektron qabığından ibarətdir; nüvə proton və neytronlardan ibarətdir və s.

Bir cismi meydana gətirən hissəciklər davamlı hərəkətdədirlər; əlavə olaraq, onlar bir-biri ilə müəyyən şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olurlar.

Cismin daxili enerjisi onun təşkil etdiyi hissəciklərin kinetik enerjilərinin və onların bir-biri ilə qarşılıqlı təsir enerjilərinin (potensial enerjilərin) cəmidir.

Bədənin daxili enerjisinin hansı proseslərdə dəyişə biləcəyini öyrənək.

1. Hər şeydən əvvəl, deformasiyaya uğrayan cismin daxili enerjisinin dəyişdiyi aydındır. Əslində deformasiya zamanı hissəciklər arasındakı məsafə dəyişir; deməli, onların arasında qarşılıqlı təsir enerjisi də dəyişir. Yalnız zərrəciklər arasında qarşılıqlı təsir qüvvələrinin nəzərə alınmadığı ideal qazda daxili enerji təzyiqdən asılı deyildir.

2. İstilik prosesləri zamanı daxili enerjinin dəyişməsi. İstilik prosesləri həm cismin temperaturunda, həm də onun yığılma vəziyyətində dəyişikliklərlə - ərimə və ya bərkimə, buxarlanma və ya kondensasiya ilə əlaqəli proseslərdir. Temperatur dəyişdikdə onun hissəciklərinin hərəkətinin kinetik enerjisi dəyişir. Bununla belə, eyni zamanda vurğulanmalıdır

Onların qarşılıqlı təsirinin potensial enerjisi də dəyişir (nadir qaz halından başqa). Həqiqətən, temperaturun artması və ya azalması, cisimlərin istilik genişlənməsi kimi qeyd etdiyimiz bir cismin kristal şəbəkəsinin düyünlərindəki tarazlıq mövqeləri arasındakı məsafənin dəyişməsi ilə müşayiət olunur. Təbii ki, bu halda hissəciklərin qarşılıqlı təsirinin enerjisi dəyişir. Bir aqreqasiya vəziyyətindən digərinə keçid bədənin molekulyar strukturunun dəyişməsinin nəticəsidir ki, bu da həm hissəciklərin qarşılıqlı təsir enerjisinin, həm də onların hərəkətinin təbiətinin dəyişməsinə səbəb olur.

3. Kimyəvi reaksiyalar zamanı orqanizmin daxili enerjisi dəyişir. Əslində kimyəvi reaksiyalar molekulların yenidən təşkili, onların daha sadə hissələrə parçalanması və ya əksinə, sadələrdən və ya ayrı-ayrı atomlardan daha mürəkkəb molekulların yaranması (analiz və sintez reaksiyaları) prosesləridir. Bu halda atomlar arasında qarşılıqlı təsir qüvvələri və müvafiq olaraq onların qarşılıqlı təsir enerjiləri əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Bundan əlavə, həm molekulların hərəkətinin təbiəti, həm də onlar arasındakı qarşılıqlı təsir dəyişir, çünki yeni yaranan maddənin molekulları bir-biri ilə ilkin maddələrin molekullarından fərqli şəkildə təsirlənir.

4. Müəyyən şəraitdə atomların nüvələri nüvə reaksiyaları adlanan çevrilmələrə məruz qalır. Bu vəziyyətdə baş verən proseslərin mexanizmindən asılı olmayaraq (və onlar çox fərqli ola bilər), hamısı qarşılıqlı təsir göstərən hissəciklərin enerjisində əhəmiyyətli dəyişiklik ilə əlaqələndirilir. Nəticədə, nüvə reaksiyaları bu nüvələri ehtiva edən bədənin daxili enerjisinin dəyişməsi ilə müşayiət olunur.

5. Buxarlanma

Maddənin maye haldan qaz halına keçməsi buxarlaşma, qaz halından maye vəziyyətə keçməsi isə kondensasiya adlanır.

Buxar əmələ gəlməsinin bir növü buxarlanmadır. Buxarlanma qaz mühiti ilə həmsərhəd olan mayenin yalnız sərbəst səthindən yaranan buxarın əmələ gəlməsidir. Molekulyar kinetik nəzəriyyə əsasında buxarlanmanın necə izah edildiyini öyrənək.

Mayenin molekulları təsadüfi hərəkət etdiyi üçün onun səth təbəqəsinin molekulları arasında həmişə mayedən qaz mühitinə doğru hərəkət edən molekullar olacaqdır. Bununla belə, bütün belə molekullar mayenin içindən uça bilməyəcək, çünki onları yenidən mayeyə çəkən molekulyar qüvvələrə məruz qalırlar. Buna görə də, yalnız kifayət qədər yüksək kinetik enerjiyə malik olan molekulları mayenin səth qatından kənara çıxa biləcəklər.

Həqiqətən, bir molekul səth təbəqəsindən keçərkən, kinetik enerjisinə görə molekulyar qüvvələrə qarşı iş görməlidir. Kinetik enerjisi bu işdən az olan molekullar yenidən mayenin içinə çəkilir və yalnız kinetik enerjisi bu işdən böyük olan molekullar mayedən çıxarılır. Mayedən ayrılan molekullar onun səthinin üstündə buxar əmələ gətirir. Mayedən qaçan molekullar mayenin digər molekulları ilə toqquşması nəticəsində kinetik enerji əldə etdikləri üçün onun buxarlanması zamanı mayenin daxilində molekulların xaotik hərəkətinin orta sürəti azalmalıdır. Beləliklə, maddənin maye fazasını qaz halına çevirmək üçün müəyyən enerji sərf edilməlidir. Mayenin səthinin üstündə yerləşən buxar molekulları, xaotik hərəkətləri zamanı yenidən mayeyə uça və buxarlanma zamanı apardıqları enerjini ona qaytara bilərlər. Nəticədə, buxarlanma zamanı buxarın kondensasiyası həmişə mayenin daxili enerjisinin artması ilə müşayiət olunan eyni vaxtda baş verir.

Mayenin buxarlanma sürətinə hansı səbəblər təsir edir?

1. Eyni nəlbəkilərə bərabər həcmdə su, spirt və efir töksəniz və onların buxarlanmasını müşahidə etsəniz, məlum olacaq ki, əvvəlcə efir, sonra spirt, ən son isə su buxarlanacaq. Buna görə də sürət

buxarlanma mayenin növündən asılıdır.

2. Onun sərbəst səthi nə qədər böyükdürsə, eyni maye bir o qədər tez buxarlanır. Məsələn, nəlbəki və stəkana eyni həcmdə su tökülürsə, o zaman su nəlbəkidən stəkandan daha tez buxarlanacaq.

3. İsti suyun soyuq sudan daha tez buxarlandığını müşahidə etmək asandır.

Bunun səbəbi aydındır. Mayenin temperaturu nə qədər yüksək olarsa, onun molekullarının orta kinetik enerjisi bir o qədər çox olar və buna görə də mayeni eyni vaxtda tərk edənlərin sayı bir o qədər çox olar.

4. Bundan əlavə, mayenin buxarlanma sürəti daha böyükdür, mayeyə xarici təzyiq nə qədər aşağı olarsa və bu mayenin səthindən yuxarı buxar sıxlığı bir o qədər aşağı olar.

Məsələn, külək olanda paltarlar sakit havaya nisbətən daha tez quruyur, çünki külək su buxarını aparır və bu, çamaşırlarda buxar kondensasiyasını azaltmağa kömək edir.

Enerji onun molekullarının enerjisi hesabına mayenin buxarlanmasına sərf edildiyi üçün buxarlanma prosesində mayenin temperaturu aşağı düşür. Bu səbəbdən efirə və ya spirtə batırılmış əl nəzərəçarpacaq dərəcədə soyuyur. İnsanın isti, küləkli bir gündə çimdikdən sonra sudan çıxması zamanı yaranan soyuqluq hissi də bununla izah olunur.

Maye yavaş-yavaş buxarlanırsa, ətrafdakı cisimlərlə istilik mübadiləsi səbəbindən enerji itkisi ətraf mühitdən gələn enerji axını ilə kompensasiya edilir və onun temperaturu əslində ətraf mühitin istiliyinə bərabər qalır. Bununla belə, maye yüksək sürətlə buxarlanırsa, onun temperaturu ətraf mühitin temperaturundan əhəmiyyətli dərəcədə aşağı ola bilər. Efir kimi "uçucu" mayelərin köməyi ilə temperaturun əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına nail olmaq olar.

Onu da qeyd edək ki, maye fazadan yan keçən bir çox bərk cisim birbaşa qaz fazasına keçə bilər. Bu hadisəyə sublimasiya və ya sublimasiya deyilir. Bərk maddələrin qoxusu (məsələn, kamfora, naftalin) onların sublimasiyası (və diffuziyası) ilə izah olunur. Sublimasiya buz üçün xarakterikdir, məsələn, çamaşırlar 0° G-dən aşağı temperaturda quruyur.

6. Yerin hidrosferi və atmosferi

1. Suyun buxarlanması və kondensasiyası prosesləri planetimizdə hava və iqlim şəraitinin formalaşmasında həlledici rol oynayır. Qlobal miqyasda bu proseslər hidrosferin və Yer atmosferinin qarşılıqlı təsirinə enir.

Hidrosfer planetimizdə bütün birləşmə vəziyyətlərində mövcud olan bütün sulardan ibarətdir; Hidrosferin 94%-i Dünya Okeanının payına düşür, onun həcmi 1,4 milyard m3 olaraq qiymətləndirilir. Yer səthinin ümumi sahəsinin 71% -ni tutur və yerin bərk səthi hamar bir kürə olsaydı, su onu 2,4 km dərinlikdə davamlı təbəqə ilə əhatə edərdi; Hidrosferin 5,4%-ni yeraltı sular, eləcə də buzlaqlar, atmosfer və torpaq rütubəti tutur. Və yalnız 0,6% çaylardan, göllərdən və süni su anbarlarından gələn şirin sudan gəlir. Buradan şirin suların sənaye və nəqliyyat tullantılarından çirklənmədən qorunmasının nə qədər vacib olduğu aydın olur.

2. Yerin atmosferi adətən bir neçə təbəqəyə bölünür, onların hər biri öz xüsusiyyətlərinə malikdir. Havanın aşağı, səth qatına troposfer deyilir. Ekvator enliklərində onun yuxarı həddi 16-18 km, qütb enliklərində isə 10 km yüksəklikdə keçir. Troposfer bütün atmosferin kütləsinin 90%-ni təşkil edir ki, bu da 4,8 1018 kq təşkil edir. Troposferdə temperatur hündürlüklə azalır. Əvvəlcə hər 100 m üçün 1 °C, sonra isə 5 km yüksəklikdən başlayaraq temperatur -70 °C-ə düşür.

Hava təzyiqi və sıxlığı davamlı olaraq azalır. Təxminən 1000 km yüksəklikdəki atmosferin ən xarici təbəqəsi tədricən planetlərarası kosmosa keçir.

3. Tədqiqatlar göstərdi ki, hər gün təxminən 7·10 3 km 3 su və təxminən eyni miqdarda yağıntı düşür.

Yüksələn hava axınları ilə daşınan su buxarı yüksəlir, troposferin soyuq təbəqələrinə düşür. Buxar qalxdıqca doymuş olur və sonra kondensasiya edərək yağış damcıları və buludlar əmələ gətirir.

Atmosferdə buxarın kondensasiyası prosesində orta hesabla gündə 1,6 10 istilik miqdarı ayrılır. 22 J, bu, eyni zamanda Yer planetində yaranan enerjidən on minlərlə dəfə çoxdur. Bu enerji buxarlanan kimi su tərəfindən udulur. Beləliklə, hidrosfer və Yer atmosferi arasında təkcə maddənin (su dövrü) deyil, həm də enerjinin davamlı mübadiləsi var.

III. TƏDQİQAT BÖLÜMÜ.

Buxarlanma proseslərini öyrənmək və buxarlanma sürətinin müxtəlif şərtlərdən asılılığını müəyyən etmək üçün bir sıra təcrübələr aparılmışdır.

Təcrübə 1. Buxarlanma sürətinin havanın temperaturundan asılılığının öyrənilməsi.

Materiallar: Şüşə qablar, 3% hidrogen peroksid məhlulu, bitki yağı, spirt, su, saniyəölçən, termometr, soyuducu.

Təcrübənin gedişi:Şprisdən istifadə edərək, biz şüşə lövhələrə maddələr tətbiq edirik və maddələrin buxarlanmasını müşahidə edirik.

Alkoqolun həcmi 0,5·10 -6 m 3

Havanın temperaturu: +24.

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 3 saat vaxt tələb olunur;

Su. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Havanın temperaturu: +24.

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 5 saat vaxt lazım idi;

Hidrogen peroksidin həlli. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Havanın temperaturu: +24.

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 8 saat vaxt lazım idi;

Bitki yağı. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Havanın temperaturu: +24.

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 40 saat vaxt lazımdır;

Hava istiliyini dəyişdiririk. Eynəkləri soyuducuya qoyun.

Alkoqol. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Havanın temperaturu: +6.

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 8 saat vaxt lazım idi;

Su. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Havanın temperaturu: +6.

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 10 saat vaxt lazımdır;

Hidrogen peroksidin həlli. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Havanın temperaturu: +6.

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 15 saat çəkdi;

Bitki yağı. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Havanın temperaturu: +6

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 72 saat vaxt lazım idi;

Nəticə: Tədqiqatın nəticələri göstərir ki, müxtəlif temperaturlarda eyni maddələrin buxarlanması üçün tələb olunan vaxt müxtəlif olur. Eyni maye üçün buxarlanma prosesi daha yüksək temperaturda daha sürətli baş verir. Bu, tədqiq olunan prosesin bu fiziki parametrdən asılılığını sübut edir. Temperatur azaldıqca buxarlanma prosesinin müddəti artır və əksinə.

Təcrübə 2 . Buxarlanma sürətinin mayenin səthindən asılılığının öyrənilməsi.

Hədəf: Buxarlanma prosesinin mayenin səthindən asılılığını araşdırın.

Materiallar: Su, spirt, saat, tibbi şpris, şüşə lövhələr, hökmdar.

Təcrübənin gedişi:Düsturdan istifadə edərək səth sahəsini ölçürük: S=P·D 2 :4.

Bir şprisdən istifadə edərək, boşqaba müxtəlif mayelər tətbiq edirik, onu dairə şəklində formalaşdırırıq və maye tamamilə buxarlanana qədər müşahidə edirik. Otaqdakı havanın temperaturu dəyişməz olaraq qalır (+24)

Alkoqol. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00422 m 2

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 1 saat vaxt lazım idi;

Su. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 2 saat vaxt lazım idi;

Hidrogen peroksidin həlli. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0.00422 m 2

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması 4 saat çəkdi;

Bitki yağı. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0.00422 m 2

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 30 saat vaxt lazımdır;

Şərtləri dəyişirik. Eyni mayelərin fərqli bir səth sahəsində buxarlanmasını müşahidə edirik.

Alkoqol. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 3 saat vaxt tələb olunur;

Su. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00283 m 2

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması 4 saat çəkdi;

Hidrogen peroksidin həlli. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 6 saat vaxt lazımdır;

Bitki yağı. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi 0,00283 m 2

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması üçün 54 saat vaxt lazım idi;

Nəticə: Tədqiqatın nəticələrindən belə çıxır ki, müxtəlif səth sahələri olan gəmilərdən buxarlanma müxtəlif vaxtlarda baş verir. Ölçmələrdən göründüyü kimi, bu maye daha böyük səth sahəsi olan qabdan daha tez buxarlanır ki, bu da tədqiq olunan prosesin bu fiziki parametrdən asılılığını sübut edir. Səth sahəsi azaldıqca buxarlanma prosesinin müddəti artır və əksinə.

Təcrübə 3. Buxarlanma prosesinin maddənin növündən asılılığının öyrənilməsi.

Hədəf: Buxarlanma prosesinin mayenin növündən asılılığını tədqiq edin.

Cihazlar və materiallar:Su, spirt, bitki yağı, hidrogen peroksid məhlulu, saat, tibbi şpris, şüşə lövhələr.

Təcrübənin gedişi.Bir şprisdən istifadə edərək, plitələrə müxtəlif növ mayelər tətbiq edirik və tamamilə buxarlanana qədər prosesi izləyirik. Havanın temperaturu dəyişməz olaraq qalır. Mayelərin temperaturları eynidir.

Spirt, su, 3% hidrogen peroksid məhlulu və bitki yağının buxarlanması arasındakı fərqə dair tədqiqatların nəticələrini əvvəlki tədqiqatlardan əldə edirik.

Nəticə: Fərqli mayelərin tamamilə buxarlanması üçün fərqli vaxt tələb olunur. Nəticələrdən aydın olur ki, buxarlanma prosesi spirt və su üçün daha sürətli, bitki yağı üçün isə daha yavaş gedir, yəni buxarlanma prosesinin fiziki parametrdən - maddənin növündən asılılığının sübutu kimi çıxış edir.

Təcrübə 4. Maye buxarlanma sürətinin hava kütlələrinin sürətindən asılılığının öyrənilməsi.

Hədəf: buxarlanma sürətinin küləyin sürətindən asılılığını tədqiq edin.

Cihazlar və materiallar:Su, spirt, bitki yağı, hidrogen peroksid məhlulu, saat, tibbi şpris, şüşə lövhələr, fen.

Tərəqqi. Saç qurutma maşını ilə hava kütlələrinin süni hərəkətini yaradırıq, prosesi müşahidə edirik və mayenin tamamilə buxarlanmasına qədər gözləyirik. Saç qurutma maşınının iki rejimi var: sadə rejim, turbo rejim.

Sadə rejimdə:

Alkoqol. Həcmi: 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00283 m 2 Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması təxminən 2 dəqiqə çəkdi;

Su. Həcmi 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00283 m 2

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması təxminən 4 dəqiqə çəkdi;

Hidrogen peroksidin həlli. Həcmi: 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00283 m 2

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması təxminən 7 dəqiqə çəkdi;

Bitki yağı. Həcmi: 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00283 m 2 Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması təxminən 10 dəqiqə çəkdi;

Turbo rejimində:

Alkoqol. Həcmi: 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00283 m 2 Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması təxminən 1 dəqiqə çəkdi;

Su. Həcmi: 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00283 m 2

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması təxminən 3 dəqiqə çəkdi;

Hidrogen peroksidin həlli. Həcmi: 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00283 m 2 Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması təxminən 5 dəqiqə çəkdi;

Bitki yağı. Həcmi: 0,5·10 -6 m 3

Səth sahəsi: 0,00283 m 2

Təcrübənin nəticəsi: mayenin tamamilə buxarlanması təxminən 8 dəqiqə çəkdi;

Nəticə: Buxarlanma prosesi hava kütlələrinin mayenin səthindən yuxarı hərəkət sürətindən asılıdır. Sürət nə qədər yüksək olarsa, bu proses bir o qədər tez gedir və əksinə.

Beləliklə, tədqiqatlar göstərdi ki, mayenin buxarlanmasının intensivliyi müxtəlif mayelər üçün dəyişir və mayenin temperaturunun artması, sərbəst səth sahəsinin artması və səthində küləyin olması ilə artır.

Nəticə.

Aparılan işlərin nəticəsi olaraq buxarlanma prosesi və onun baş vermə şəraiti məsələsi ilə bağlı müxtəlif məlumat mənbələri öyrənilmişdir. Buxarlanma prosesinin sürətinə təsir edən fiziki parametrlər müəyyən edilir. Buxarlanma prosesinin fiziki parametrlərdən asılılığı araşdırılmış, alınan nəticələr təhlil edilmişdir. Göstərilən hipotezin doğru olduğu ortaya çıxdı. Tədqiqat prosesi zamanı nəzəri fərziyyələr təsdiqləndi - buxarlanma prosesinin sürətinin fiziki parametrlərdən asılılığı aşağıdakı kimidir:

Mayenin temperaturu artdıqca buxarlanma prosesinin sürəti artır və əksinə;

Mayenin sərbəst səth sahəsinin azalması ilə buxarlanma prosesinin sürəti azalır və əksinə;

Buxarlanma prosesinin sürəti mayenin növündən asılıdır.

Beləliklə, mayelərin buxarlanması prosesi temperatur, sərbəst səth sahəsi və maddənin növü kimi fiziki parametrlərdən asılıdır.

Bu iş gündəlik həyatda rastlaşdığımız hadisə olan buxarlanma intensivliyinin fiziki parametrlərdən asılılığını tədqiq etdiyi üçün praktiki əhəmiyyət kəsb edir. Bu biliklərdən istifadə edərək, prosesin gedişatına nəzarət edə bilərsiniz.

Ədəbiyyat

Pinsky A. A., Grakovsky G. Yu. Fizika: Müəssisələrin tələbələri üçün dərslik

Orta ixtisas təhsili/Ümumi. Ed. Yu.İ.Dika, N.S.Purışevoy.-M.:FORUM:İNFRA_M, 2002.-560 s.

Milkovskaya L.B. Fizikanı təkrar edək.Ali məktəblərə daxil olanlar üçün dərslik.M., «Ali məktəb», 1985.608 s.

İnternet resursları:http://ru.wikipedia.org/wiki/;

http://class-fizika.narod.ru/8_l 3.htm;

http://e-him.ru/?page=dynamic§ion=33&article=208 ;

Fizika dərsliyi G.Ya. Myakişev "Termodinamika"

Bir mayenin sərbəst səthindən meydana gələn.

Sublimasiya və ya sublimasiya, yəni. Maddənin bərk haldan qaz halına keçməsinə də buxarlanma deyilir.

Gündəlik müşahidələrdən məlum olur ki, açıq qabda yerləşən hər hansı mayenin (benzin, efir, su) miqdarı getdikcə azalır. Maye izsiz yoxa çıxmır - buxara çevrilir. Buxarlanma növlərindən biridir buxarlanma. Başqa bir növü qaynar.

Buxarlanma mexanizmi.

Buxarlanma necə baş verir? İstənilən mayenin molekulları fasiləsiz və təsadüfi hərəkətdədir və mayenin temperaturu nə qədər yüksək olarsa, molekulların kinetik enerjisi bir o qədər çox olar. Kinetik enerjinin orta qiyməti müəyyən bir dəyərə malikdir. Lakin hər bir molekul üçün kinetik enerji orta səviyyədən böyük və ya az ola bilər. Səthin yaxınlığında molekullararası cazibə qüvvələrinə qalib gəlmək üçün kifayət qədər kinetik enerjiyə malik bir molekul varsa, o, mayedən uçacaq. Eyni şey başqa bir sürətli molekulla, ikinci, üçüncü və s. ilə təkrarlanacaq. Uçan bu molekullar mayenin üstündə buxar əmələ gətirir. Bu buxarın əmələ gəlməsi buxarlanmadır.

Buxarlanma zamanı enerjinin udulması.

Buxarlanma zamanı mayedən daha sürətli molekullar uçduğundan, mayedə qalan molekulların orta kinetik enerjisi getdikcə azalır. Bu o deməkdir ki, buxarlanan mayenin daxili enerjisi azalır. Buna görə də, xaricdən mayeyə enerji axını yoxdursa, buxarlanan mayenin temperaturu azalır, maye soyuyur (buna görə də, xüsusən yaş paltarda olan insan quru paltardan daha soyuq olur, xüsusən də külək).

Lakin stəkana tökülən su buxarlananda onun temperaturunda azalma müşahidə etmirik. Bunu necə izah edə bilərik? Fakt budur ki, bu vəziyyətdə buxarlanma yavaş-yavaş baş verir və lazımi miqdarda istilik mayeyə daxil olan ətrafdakı hava ilə istilik mübadiləsi səbəbindən suyun temperaturu sabit saxlanılır. Bu o deməkdir ki, mayenin temperaturu dəyişmədən buxarlanmasının baş verməsi üçün mayeyə enerji verilməlidir.

Sabit temperaturda buxarın vahid kütləsi yaratmaq üçün mayeyə verilməli olan istilik miqdarı adlanır. buxarlanma istiliyi.

Mayenin buxarlanma dərəcəsi.

Fərqli qaynar, buxarlanma istənilən temperaturda baş verir, lakin mayenin temperaturu artdıqca buxarlanma sürəti də artır. Mayenin temperaturu nə qədər yüksək olarsa, bir o qədər sürətlə hərəkət edən molekullar qonşu hissəciklərin cəlbedici qüvvələrini üstələmək və mayedən uçmaq üçün kifayət qədər kinetik enerjiyə malikdirlər və bir o qədər tez buxarlanma baş verir.

Buxarlanma sürəti mayenin növündən asılıdır. Molekullararası qarşılıqlı təsir qüvvələri kiçik olan uçucu mayelər (məsələn, efir, spirt, benzin) tez buxarlanır. Əgər əlinizə belə bir maye düşürsəniz, üşüyəcəksiniz. Əlin səthindən buxarlanan belə bir maye soyuyacaq və ondan bir qədər istilik götürəcəkdir.

Mayenin buxarlanma sürəti onun sərbəst səth sahəsindən asılıdır. Bu, mayenin səthdən buxarlanması ilə izah olunur və mayenin sərbəst səth sahəsi nə qədər böyükdürsə, molekulların sayı da eyni vaxtda havaya uçur.

Açıq qabda mayenin kütləsi buxarlanma səbəbindən tədricən azalır. Bu, buxar molekullarının çoxunun mayeyə qayıtmadan havaya dağılması ilə bağlıdır (qapalı qabda baş verənlərdən fərqli olaraq). Lakin onların kiçik bir hissəsi mayeyə qayıdır və bununla da buxarlanmanı ləngidir. Buna görə də, buxar molekullarını aparan küləklə mayenin buxarlanması daha sürətli baş verir.

Buxarlanmanın texnologiyada tətbiqi.

Buxarlanma enerji, soyuducu, qurutma prosesləri və buxarlandırıcı soyutmada mühüm rol oynayır. Məsələn, kosmik texnologiyada enən maşınlar sürətlə buxarlanan maddələrlə örtülür. Planetin atmosferindən keçərkən sürtünmə nəticəsində cihazın gövdəsi qızır və onu örtən maddə buxarlanmağa başlayır. Buxarlanaraq, kosmik gəmini soyuyur və bununla da onu həddindən artıq istiləşmədən xilas edir.

Kondensasiya.

Kondensasiya(latdan. kondensasiya- sıxılma, kondensasiya) - maddənin qaz halından (buxardan) maye və ya bərk vəziyyətə keçməsi.

Məlumdur ki, küləyin varlığında maye daha tez buxarlanır. Niyə? Fakt budur ki, mayenin səthindən buxarlanma ilə eyni vaxtda kondensasiya baş verir. Kondensasiya maye üzərində təsadüfi hərəkət edən bəzi buxar molekullarının yenidən ona qayıtması səbəbindən baş verir. Külək mayenin içindən uçan molekulları aparır və geri qayıtmasına imkan vermir.

Buxar maye ilə təmasda olmadıqda da kondensasiya baş verə bilər. Məsələn, buludların əmələ gəlməsini izah edən kondensasiyadır: yerdən yuxarı qalxan su buxarının molekulları atmosferin daha soyuq təbəqələrində, toplanması bulud olan kiçik su damlacıqlarına qruplaşdırılır. Atmosferdə su buxarının kondensasiyası da yağış və şehlə nəticələnir.

Buxarlanma zamanı maye soyuyur və ətraf mühitdən daha soyuqlaşaraq enerjisini udmağa başlayır. Kondensasiya zamanı isə əksinə, ətraf mühitə müəyyən miqdarda istilik ayrılır və onun temperaturu bir qədər yüksəlir. Vahid kütlənin kondensasiyası zamanı ayrılan istilik miqdarı buxarlanma istiliyinə bərabərdir.