Liquid Krugosvet енциклопедия

Процесът на създаване на такъв баланс може да бъде представена по следния начин. Парата над повърхността на течността, образуван от напускането части от повърхността. За изход на флуида изпаряват молекули трябва да преодолее силата на привличане на останалите молекули; извършване на работа срещу тези сили. В допълнение, работата трябва да се извърши срещу външен натиск вече формира двойка. Ясно е, че цялата тази работа може да се осъществи за сметка на кинетичната енергия на топлинната движението на молекулите. Разбира се, не всички молекули са в състояние да направи тази работа, но само тези, които имат достатъчна кинетична енергия към него, така че преминаването на молекулите в пара води до бързо изчерпване на течни молекули, т.е. си охлаждане. Усещане за силно охлаждане на кожата навлажнена, например, етер (бързо изпаряване течност) е следствие на този ефект.

За да се ускори изпарението на течността остава постоянно или дори повишен, е необходимо да се поддържа постоянна температурата на повърхността, което осигурява постоянна доставка на топлина от външен източник. Едновременно с прехвърлянето на молекули от течен обем в газова фаза и обратния процес настъпва: части връщане на молекулите в течност (кондензация). Очевидно е, че броят на молекули на некондензиращ пропорционално на плътността на молекули в двойка, така и в затворен съд след известно време, когато процесите скорости прави и обратни стават еднакви, равновесието се случи. Разположен плътност по този начин постоянно пара съответства на добре дефинирана налягане, което се нарича наситен парното налягане, което увеличава с повишаване на температурата.

Преход на вещество от една фаза към друга винаги е свързано с абсорбцията или освобождаване на някои топлина - т.нар латентна топлина на прехода фаза (или просто топлината на преход). Количеството топлина, необходима за изпаряване на течността от повърхността настъпила при постоянна температура (под външно налягане, равно на еластичността си наситена пара) се нарича топлина на изпарение, който е универсална характеристика на всяка течност. Обратен процес на кондензация изпарение придружен от топлина. Очевидно е кондензационна топлина, равна на топлината на изпарение. пренос на топлина е почти количествен характеристика на свързващите сили между молекулите на веществото - по-голяма сила, по-голяма пренос на топлина. По отношение на течността може да се каже, че потенциалната енергия на молекулите в течността е по-малко от неговата потенциална енергия в двойка със сума, равна на топлина на изпарение, за молекула. На практика, използването на специфичната топлина на изпарение (кондензация), която се получава чрез разделяне на кътник (по един мол) топлина на изпаряване до молекулното тегло на течността.

течност на кипене - процесът на изпарение се придружава от бързо формирането и растежа на мехурчета от пара че нахлу през повърхността на течността навън. Ако течността в съда се загрява при постоянна външно налягане, първото поколение пара е спокоен характер, тъй като изпаряване възниква само с свободната повърхност на течността, обаче, при достигане на определена температура, наречен кипене пара започва да се появят не само със свободна повърхност, но също вътре в течността.

В действителност, в течна самостоятелно или върху стените на съда, в който тя се съдържа, е винаги разтваря (или адсорбиран върху стените), въздух или друг газ. В този случай, когато течността се нагрява до образуване на въздушни мехурчета в тях, които са напълнени с наситена пара заобикалящата течност. В състояние на механична равновесие количество въздух под налягане и пара във вътрешността на балона трябва да бъде равно на външното налягане извън балона, която се състои от атмосферно налягане и хидростатичното налягане на околната течност. С повишаване на температурата на течността на вътрешното налягане на мехурчета растат, те започват да растат по размер и да се издигне нагоре под действието на подемната сила Архимед. Такава система двуфазна (течност с въздушни мехурчета) е нестабилна и турбулентни започва процеса на кипене.

Точката на кипене представлява състояние, при което налягането на парите е сумата от атмосферно налягане и хидростатичното налягане на височината в въпрос, което предполага по-специално, че точката на кипене течност по същество независима от външното налягане. Ако поставим съд с вода под капака на въздушната помпа, че е възможно да доведе до вода да ври при стайна температура под въздух за изпомпване на предварително определен натиск. Със същата свързано намаляване на наблюдаваните температура на кипене течности при изкачване планини на голяма височина, където атмосферно налягане на въздуха значително по-ниско от налягането в подножието. По този начин температурата на вряща вода на височина от 4000 м е само 85 ° С, в сравнение с точка на кипене от 100 ° С при морското равнище.

Прегрята течност и свръхнаситена пара.

На кипене може да се случи само в случая, когато течността съдържа разтворени газове в него. При липса на газови мехурчета или центрове за образуване на интензивен пара точка прегрята течност, т.е. течност с температура над точката на кипене в даден външен натиск, но които, обаче, не се вари. Изотерма на ван дер Ваалс сили (фиг. 3) съответства на BD прегрята течна част. тъй като налягането на течността в тази област под налягане в изотерма-Isobar AB. когато е равно на налягането на наситената пара. Прегрята течност може да се получи дори когато има мехурчета, е необходимо само, че да бъде достатъчно малка, така че налягането на парите в тях е значително по-малък от съответния парното налягане над плоска повърхност. За малък размер на мехурчетата е важно и налягането на балона, свързани с кривината на повърхността. Сферичната повърхността на течността, заобикаляща балон, поради повърхностното напрежение и има тенденция да намалява, което се случва, когато се добавя налягане на външен натиск, смачкване на балона.

Прегрята течност е метастабилна, т.е. малко стабилни. В присъствието на ядра (например, достатъчно големи въздушни мехурчета), течността вече не може да съществува като физически еднородна тяло и част от него, веднага се превръща в пара.

Така е и с преситения пара. Изотерма на ван дер Ваалс парцел тя съответства на FA (фиг. 3). Ако свръхнаситена пара, образувана ядра на нова фаза (например, големи капчици течност), след това при определени условия при налягане от равновесното парно над повърхността на капчиците е по-малко от налягането на околната среда на свръхнаситена пара, парата кондензира. Кондензацията на свръхнаситена пара допринася за наличието на прах или други малки частици. Ефективните кондензационни ядра са електрически заредени частици или йони. Този ефект е в основата на действие на един от основните устройства на ядрената физика и физика на елементарните частици - облак камера.

камера облак е херметически затворен обем напълнена с всеки некондензиращ газ (хелий, аргон и т.н.), и наситен изпарения на някои течности (вода, етилов алкохол и т.н.). Една от стените на камерата е подвижен (под формата на еластична диафрагма или бутало). При температура на адиабатно разширение на сместа пълнене намалява камера. В този случай, парата става преситено, но без кондензация ядра няма да кондензират. Ако, обаче, пространството на камерата чрез заредена частица, като оставя зад верига йони. В тези йони като ядра, веднага започва кондензация на свръхнаситена пара под формата на малки капчици, достигащи видимите размери. Така че има писти - верижни капчици по траектория йонизиращи частици, които могат да бъдат осветени и фотографирани.

За да се наблюдават следи от йонизиращи частици могат да бъдат използвани в прегрята течност явления, въз основа на това действие на така наречените мехурчеста камера, която се появява по-късно облак камера. Течността в камерата за балон (течен водород, течен хелий, течен пропан, фреон, и т.н.) е при температура над точката на кипене. Чрез вряща го поддържа високо налягане върху него. В внезапно намаляване на налягането на флуида е прегрята. Ако в този момент през камерата лети частица йонизиращо в тесния участък по неговата траектория на течността закипи. В резултат на пътя на частиците е маркиран мехурчета верига пари, които могат да бъдат фиксирани.