წყალი და წყლის ორთქლი. წყლის ორთქლი იქცევა წყლის წვეთებად

IN ამ მასალასგანვიხილავთ წყლის ორთქლი, რომელიც არის წყლის აირისებრი მდგომარეობა.

აირისებრი მდგომარეობა ეხება სამ მთავარს აგრეგატი სახელმწიფოებიბუნებრივ პირობებში ნაპოვნი წყალი. ეს საკითხი დეტალურად განიხილება მასალაში.

წყლის ორთქლი

სუფთა წყლის ორთქლიარ აქვს ფერი და გემო. ყველაზე დიდი მტევანიწყვილი შეინიშნება ტროპოსფეროში.

წყლის ორთქლი არის წყალი, რომელიც შეიცავს ატმოსფეროში აირისებრი მდგომარეობა. ჰაერში წყლის ორთქლის რაოდენობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება; მისი ყველაზე დიდი შემცველობა 4%-მდეა. წყლის ორთქლი უხილავია; რასაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში ორთქლს უწოდებენ (ორთქლი ცივ ჰაერში ჩასუნთქვით, ორთქლი მდუღარე წყალში და ა.შ.) წყლის ორთქლის კონდენსაციის შედეგია, ნისლის მსგავსად. წყლის ორთქლის რაოდენობა განსაზღვრავს ატმოსფეროს მდგომარეობის ყველაზე მნიშვნელოვან მახასიათებელს - ჰაერის ტენიანობას.

გეოგრაფია. თანამედროვე ილუსტრირებული ენციკლოპედია. - მ.: როსმანი. პროფ. A.P. გორკინა. 2006 წ.

როგორ წარმოიქმნება წყლის ორთქლი

წყალი ორთქლიჩამოყალიბდა აორთქლების შედეგად. აორთქლება ხდება ორი პროცესის - აორთქლების ან დუღილის შედეგად. აორთქლების დროს ორთქლი წარმოიქმნება მხოლოდ ნივთიერების ზედაპირზე, ხოლო მდუღარე ორთქლი წარმოიქმნება სითხის მთელ მოცულობაში, რასაც მოწმობს ბუშტები, რომლებიც დუღილის პროცესში აქტიურად მაღლა ადის. მდუღარე წყალი ხდება ტემპერატურაზე, რომელიც დამოკიდებულია ქიმიური შემადგენლობა წყალხსნარშიდა ატმოსფერული წნევა, დუღილის წერტილი მუდმივი რჩება მთელი პროცესის განმავლობაში. ორთქლიადუღების შედეგად მიღებულს უწოდებენ გაჯერებულს. გაჯერებული ორთქლითავის მხრივ იყოფა გაჯერებულ მშრალ და გაჯერებულ სველ ორთქლად. გაჯერებული სველი ორთქლიშედგება წყლის შეჩერებული წვეთებისგან, რომლის ტემპერატურა დუღილის დონეზეა და, შესაბამისად, თავად ორთქლი და გაჯერებული. მშრალი ორთქლიარ შეიცავს წყლის წვეთებს.

ასევე არის „გახურებული ორთქლი“, რომელიც წარმოიქმნება სველი ორთქლის შემდგომი გაცხელებით, ამ ტიპის ორთქლს აქვს უფრო მაღალი ტემპერატურა და დაბალი სიმკვრივე.

წყლის ორთქლი ჩვენი პლანეტისთვის ისეთი მნიშვნელოვანი პროცესის შეუცვლელი ელემენტია, როგორიცაა.

ორთქლს ყოველდღიურ ცხოვრებაში გამუდმებით ვაწყდებით, ის ჩნდება - ჭურჭლის წვენს ზემოთ წყლის ადუღებისას, დაუთოებისას, აბანოში სტუმრობისას... თუმცა, არ დაგავიწყდეთ, რომ, როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, სუფთაა. წყლის ორთქლიარ აქვს ფერი და გემო. მათი წყალობით ფიზიკური თვისებებიდა თვისებები, ორთქლი დიდი ხანია იპოვა თავისი პრაქტიკული გამოყენებაეკონომიკური აქტივობაპირი. და არა მხოლოდ ყოველდღიურ ცხოვრებაში, არამედ დიდი გლობალური პრობლემების გადაჭრაშიც. Დიდი ხანის განმვლობაშიორთქლი იყო მთავარი მამოძრავებელი ძალაპროგრესი როგორც უშუალოდ, ასევე ფიგურალურადეს გამოთქმა. იგი გამოიყენებოდა ორთქლის ძრავების სამუშაო სხეულად, რომელთაგან ყველაზე ცნობილია ორთქლის ლოკომოტივი.

ორთქლის გამოყენება ადამიანის მიერ

ორთქლი კვლავ ფართოდ გამოიყენება საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო საჭიროებებში:

  • ჰიგიენური მიზნებისათვის;
  • სამკურნალო მიზნებისთვის;
  • ხანძრის ჩასაქრობად;
  • გამოიყენება ორთქლის თერმული თვისებები (ორთქლი, როგორც სითბოს გადამზიდავი) - ორთქლის ქვაბები; ორთქლის ქურთუკები (ავტოკლავები და რეაქტორები); "გაყინვის" მასალების გათბობა; სითბოს გადამცვლელები; გათბობის სისტემები; ბეტონის ნაწარმის ორთქლზე გაშრობა; სპეციალურ სახის სითბოს გადამცვლელებში ...;
  • გამოიყენეთ ორთქლის ენერგიის მოძრაობად გადაქცევა - ორთქლის ძრავები … ;
  • სტერილიზაცია და დეზინფექცია - კვების მრეწველობა, სოფლის მეურნეობა, წამალი … ;
  • ორთქლი, როგორც დამატენიანებელი - რკინაბეტონის პროდუქტების წარმოებაში; პლაივუდი; ვ Კვების ინდუსტრია; ქიმიურ და პარფიუმერულ მრეწველობაში; ხე-ტყის მრეწველობაში; სოფლის მეურნეობის წარმოებაში ...;

შეჯამებით, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ, მიუხედავად მთელი მისი "უხილავობისა", წყლის ორთქლი არ არის მხოლოდ მნიშვნელოვანი ელემენტიდედამიწის გლობალური ეკოსისტემა, არამედ ძალიან სასარგებლო ნივთიერებაბიზნესისთვის და ეკონომიკური აქტივობაპირი.

თემა 2. სითბოს ინჟინერიის საფუძვლები.

სითბოს ინჟინერიაარის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სითბოს მიღების, გარდაქმნის, გადაცემის და გამოყენების მეთოდებს. თერმული ენერგია მიიღება წვის შედეგად ორგანული ნივთიერებებისაწვავი ეწოდება.

სითბოს ინჟინერიის საფუძვლებია:

1. თერმოდინამიკა - მეცნიერება, რომელიც სწავლობს თერმული ენერგიის სხვა სახის ენერგიად გადაქცევას (მაგ.: თერმული ენერგია მექანიკურ, ქიმიურ და ა.შ.)

2. სითბოს გადაცემა - სწავლობს სითბოს გადაცემას ორ სითბოს მატარებელს შორის გამათბობელი ზედაპირის მეშვეობით.

სამუშაო სითხე არის გამაგრილებელი (ორთქლი ან ცხელი წყალი), რომელსაც შეუძლია სითბოს გადაცემა.

ქვაბის ოთახში სითბოს გადამზიდავი (სამუშაო სითხე) არის ცხელი წყალი და წყლის ორთქლი 150 ° C ტემპერატურით ან წყლის ორთქლი. თანტემპერატურა 250 ° C-მდე. ცხელი წყალი გამოიყენება საცხოვრებელი და საზოგადოებრივი შენობების გასათბობად, ეს განპირობებულია სანიტარიული და ჰიგიენური პირობებით, შესაძლებლობით. მარტივი შეცვლამისი ტემპერატურა დამოკიდებულია გარე ტემპერატურაზე. წყალს აქვს მნიშვნელოვანი სიმკვრივე ორთქლთან შედარებით, რაც საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ გრძელი დისტანციებზესითბოს მნიშვნელოვანი რაოდენობა გამაგრილებლის მცირე მოცულობით. წყალი მიეწოდება შენობების გათბობის სისტემას არაუმეტეს 95 ° C ტემპერატურაზე, რათა თავიდან იქნას აცილებული გათბობის მოწყობილობებზე მტვრის დაწვა და გათბობის სისტემებიდან დამწვრობა. ორთქლი გამოიყენება სამრეწველო შენობების გასათბობად და სამრეწველო და ტექნოლოგიურ სისტემებში.

სამუშაო სხეულის პარამეტრები

გამაგრილებელი, მიღება ან გაცემა თერმული ენერგია, ცვლის თავის მდგომარეობას.

Მაგალითად:ორთქლის ქვაბში წყალი თბება, იქცევა ორთქლად, რომელსაც აქვს გარკვეული ტემპერატურა და წნევა. ორთქლი შედის ორთქლის წყლის გამაცხელებელში, კლებულობს და გადაიქცევა კონდენსატად. გაცხელებული წყლის ტემპერატურა იზრდება, ორთქლისა და კონდენსატის ტემპერატურა მცირდება.

სამუშაო სითხის ძირითადი პარამეტრებია ტემპერატურა, წნევა, სპეციფიკური მოცულობა, სიმკვრივე.

t, P- განისაზღვრება ინსტრუმენტებით: წნევის ლიანდაგები, თერმომეტრები.

სპეციფიკური მოცულობა და სიმკვრივე არის გამოთვლილი მნიშვნელობა.

1. სპეციფიკური მოცულობა- მოცულობა, რომელსაც იკავებს ნივთიერების ერთეული მასა

0°С და ატმოსფერული წნევა 760 მმ Hg. (ზე ნორმალური პირობები)

სადაც: V- მოცულობა (მ 3); m არის ნივთიერების მასა (კგ); სტანდარტული მდგომარეობა: R=760mm R.st. t=20 o C

2. სიმკვრივეარის ნივთიერების მასის თანაფარდობა მის მოცულობასთან. თითოეულ ნივთიერებას აქვს თავისი სიმკვრივე:

პრაქტიკაში იგი გამოიყენება ფარდობითი სიმკვრივეარის მოცემული გაზის სიმკვრივის შეფარდება სიმკვრივესთან სტანდარტული ნივთიერება(ჰაერი) ნორმალურ პირობებში (t° = 0°С: 760 მმ Hg)

ჰაერის სიმკვრივის მეთანის სიმკვრივესთან შედარებით, ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ, სად მივიღოთ სინჯები მეთანისთვის.

ვიღებთ

გაზი ჰაერზე მსუბუქია, ამიტომ ავსებს ზედა ნაწილინებისმიერი მოცულობის, ნიმუში აღებულია ქვაბის ღუმელის ზედა ნაწილიდან, ჭაბურღილიდან, კამერებიდან, შენობიდან. გაზის ანალიზატორები დამონტაჟებულია შენობის ზედა ნაწილში.

(მაზუთი უფრო მსუბუქია, ზედა ნაწილს იკავებს)

ნახშირბადის მონოქსიდის სიმკვრივე თითქმის იგივეა, რაც ჰაერი, ამიტომ ნიმუში ნახშირბადის მონოქსიდიიატაკიდან 1,5 მეტრშია აღებული.

3. წნევაარის ძალა, რომელიც მოქმედებს ზედაპირის ფართობის ერთეულზე.

წნევის ძალა უდრის 1-ს H,თანაბრად განაწილებული 1 მ 2 ზედაპირზე მიიღება წნევის ერთეული და უდრის 1Pa (N/m2) SI სისტემაში (ახლა სკოლებში, წიგნებში ყველაფერი მიდის Pa-ზე, მოწყობილობებიც გახდა Pa-ში).

პა-ს მნიშვნელობა მცირეა, მაგალითად: თუ ავიღებთ 1 კგ წყალს და დავასხათ 1 მეტრში, მივიღებთ 1 მმ.ვ.სტ. მაშასადამე, შემოღებულია მულტიპლიკატორები და პრეფიქსები - MPa, KPa ...

ტექნოლოგიაში მეტი დიდი ერთეულიგაზომვები

1kPa \u003d 10 3 Pa; 1მპა=10 ბ პა; 1GPa=10 9 Pa.

გარე წნევის ერთეული კგფ / მ 2; კგფ/სმ 2; მმ.ვ.სტ; მმ.რ.სტ.

1 კგფ / მ 2 = 1 მმ.ვ st \u003d 9,8 Pa

1 კგფ / სმ 2 = 9.8. 10 4 Pa ​​~ 10 5 Pa = 10 4 კგფ / მ 2

წნევა ხშირად იზომება ფიზიკურ და ტექნიკურ ატმოსფეროში.

ფიზიკური ატმოსფერო - საშუალო წნევა ატმოსფერული ჰაერიზღვის დონეზე n.o.s.

1atm = 1.01325. 10 5 Pa = 760 მმ Hg = 10,33 მ აკ. st \u003d 1,0330 მმ ინ. Ხელოვნება. \u003d 1.033 კგფ/სმ 2.

ტექნიკური ატმოსფერო - 1 კგფ ძალით გამოწვეული წნევა თანაბრად ნაწილდება მის ნორმალურ ზედაპირზე 1 სმ 2 ფართობით.

1 \u003d 735 მმ Hg. Ხელოვნება. = 10 მ.ვ. Ხელოვნება. = 10000 მმ ინ. Ხელოვნება. \u003d \u003d 0.1 MPa \u003d 1 კგფ / სმ 2

1 მმვ. Ხელოვნება. - ტოლი ძალა ჰიდროსტატიკური წნევა 1 სვეტი წყალი მმბრტყელ ბაზაზე 1 მმვ. st \u003d 9,8 Pa.

1 მმ.რტ. st - ძალა, რომელიც ტოლია ვერცხლისწყლის სვეტის ჰიდროსტატიკური წნევის 1 სიმაღლით მმბრტყელ ბაზაზე. 1 მმრტ. Ხელოვნება. = 13,6 მმ.ვ. Ხელოვნება.

IN ტექნიკური მახასიათებლებიტუმბოები წნევის ნაცვლად გამოიყენება ტერმინი წნევა. წნევის ერთეული არის m წყალი. Ხელოვნება. Მაგალითად:ტუმბოს მიერ შექმნილი წნევა არის 50 წყალი. Ხელოვნება. რაც იმას ნიშნავს, რომ მას შეუძლია წყლის აწევა 50 სიმაღლეზე მ.

წნევის ტიპები: ჭარბი, ვაკუუმი (ვაკუუმი, ბიძგი), აბსოლუტური, ატმოსფერული .

თუ ისარი გადახრილია ნულზე მეტ მხარეს, მაშინ ეს არის ზედმეტი წნევა, ქვედა მხარეს - ვაკუუმი.

აბსოლუტური წნევა:

R abs \u003d Rho + R atm

R abs \u003d R vac + R atm

R abs \u003d R atm -R razr

სადაც: R atm \u003d 1 kgf / სმ 2

ატმოსფერული წნევა - ატმოსფერული ჰაერის საშუალო წნევა ზღვის დონეზე t° = 0°C და ნორმალური ატმოსფერო =760 მმ.რტ. Ხელოვნება.

ზეწოლა- წნევა ატმოსფერულზე მაღლა (დახურულ მოცულობაში). ქვაბის სახლებში წყალი, ორთქლი ქვაბებში და მილსადენებში ჭარბი წნევის ქვეშ იმყოფება. რ იზბ. იზომება მანომეტრებით.

ვაკუუმი (ვაკუუმი)- წნევა დახურულ მოცულობებში ნაკლებია ატმოსფერულ წნევაზე (ვაკუუმი). ქვაბების ღუმელები და საკვამურები ვაკუუმშია. ვაკუუმი იზომება ლიანდაგებით.

აბსოლუტური წნევა- ჭარბი წნევა ან იშვიათობა, ატმოსფერული წნევის გათვალისწინებით.

დანიშვნით, წნევა არის:

1). არხი - ყველაზე მაღალი წნევა t=20 o С-ზე

2). სამუშაო - მაქსიმალური ჭარბი წნევა ქვაბში, რომელიც უზრუნველყოფს ქვაბის ხანგრძლივ მუშაობას ნორმალურ სამუშაო პირობებში (მითითებულია წარმოების ინსტრუქციებში).

3). დაშვებული - მაქსიმალური დასაშვები წნევა, რომელიც დადგენილია ტექნიკური შემოწმების შედეგებით ან სიძლიერის კონტროლის გაანგარიშებით.

4). გამოითვლება - მაქსიმალური ზეწოლა, რომლის დროსაც გამოითვლება ქვაბის ელემენტების სიძლიერე.

5). R ტესტი - ზეწოლა, რომლის დროსაც ტარდება ქვაბის ელემენტების ჰიდრავლიკური ტესტები სიმტკიცეზე და სიმკვრივეზე (ტექნიკური შემოწმების ერთ-ერთი სახეობა).

4. ტემპერატურა- ეს არის სხეულის გაცხელების ხარისხი, რომელიც იზომება გრადუსით. განსაზღვრავს სითბოს სპონტანური გადაცემის მიმართულებას უფრო ცხელიდან უფრო გრილ სხეულზე.

სითბოს გადაცემა მოხდება მანამ, სანამ ტემპერატურა არ გახდება თანაბარი, ანუ არ მოხდება ტემპერატურის წონასწორობა.

გამოიყენება ორი სასწორი: საერთაშორისო - კელვინი და პრაქტიკული ცელსიუსი t ° С.

ნული ამ მასშტაბში არის ყინულის დნობის წერტილი, ხოლო ასი გრადუსია წყლის დუღილის წერტილი ატმოსფეროში. წნევა (760 მმრტ. Ხელოვნება.).

კელვინის თერმოდინამიკური ტემპერატურის მასშტაბის საცნობარო წერტილისთვის გამოიყენეთ აბსოლუტური ნული(დაბალი თეორიულად შესაძლო ტემპერატურა, რომლის დროსაც არ არის მოლეკულების მოძრაობა). აღინიშნება თ.

1 კელვინი სიდიდით უდრის 1° ცელსიუსს

ყინულის დნობის ტემპერატურაა 273K. წყლის დუღილის წერტილი არის 373K

T=t+273; t=T-273

დუღილის წერტილი დამოკიდებულია წნევაზე.

Მაგალითად,ზე R ab c \u003d 1,7 კგფ/სმ 2.წყალი დუღს t = 115°C.

5. სითბო -ენერგია, რომელიც შეიძლება გადავიდეს უფრო ცხელი სხეულიდან გრილზე.

სითბოს და ენერგიის SI ერთეული არის ჯული (J). სისტემიდან გამოსული სითბოს ერთეული არის კალორია ( კალ.).

1 კალ.- სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 1 გ H 2 O 1 ° C-ით გასათბობად

P = 760 მმ. Hg

1 კალ.=4.19J

6.თბოტევადობა სხეულის უნარი შეიწოვოს სითბო . იმისათვის, რომ ორი სხვადასხვა ნივთიერებებიიმავე მასით, რომ გააცხელოთ იმავე ტემპერატურაზე, უნდა დახარჯოთ სხვადასხვა რაოდენობითსითბო.

წყლის სპეციფიკური სითბური სიმძლავრე - სითბოს რაოდენობა, რომელიც უნდა იყოს მოხსენებული ნივთიერების ერთეულმა, რათა გაიზარდოს მისი t 1 ° C-ით, უდრის 1-ს. კკალ/კგ გრადუსი.

სითბოს გადაცემის მეთოდები.

სითბოს გადაცემის სამი ტიპი არსებობს:

1.თბოგამტარობა;

2.რადიაციული (რადიაციული);

3.კონვექცია.

თერმული კონდუქტომეტრული -

სითბოს გადაცემა მოლეკულების, ატომების და თავისუფალი ელექტრონების თერმული მოძრაობის გამო.

თითოეულ ნივთიერებას აქვს საკუთარი თბოგამტარობა, ეს დამოკიდებულია მასალის ქიმიურ შემადგენლობაზე, სტრუქტურაზე, ტენიანობაზე.

რაოდენობრივი მახასიათებელითბოგამტარობა არის თბოგამტარობის კოეფიციენტი არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც გადაიცემა გათბობის ზედაპირის ერთეულში დროის ერთეულზე სხვაობით. o C-ში და კედლის სისქე 1 მეტრი.

თბოგამტარობის კოეფიციენტი ( ):

სპილენძი = 330 კკალ . მმ 2. . სეტყვა

თუჯის = 5 4 კკალ . მმ 2. . სეტყვა

ფოლადი = 39 კკალ . მმ 2. . სეტყვა

ჩანს, რომ: ლითონებს აქვთ კარგი თბოგამტარობა, საუკეთესოა სპილენძი.

აზბესტი \u003d 0.15 კკალ . მმ 2. . სეტყვა

ჭვარტლი \u003d 0.05-0, კკალ . მმ 2. . სეტყვა

მასშტაბი \u003d 0.07-2 კკალ . მმ 2. . სეტყვა

ჰაერი =0.02 კკალ . მმ 2. . სეტყვა

ცუდად გამტარი სითბოს ფოროვანი სხეულები (აზბესტი, ჭვარტლი, სასწორი).

Ჭვარტლიაფერხებს გრიპის აირებიდან სითბოს გადატანას ქვაბის კედელზე (გააქვს სითბოს 100-ჯერ უარესად, ვიდრე ფოლადი), რაც იწვევს საწვავის ჭარბ მოხმარებას, ორთქლის წარმოების შემცირებას ან ცხელი წყალი. ჭვარტლის არსებობისას, გრიპის აირების ტემპერატურა იმატებს. ეს ყველაფერი იწვევს ქვაბის ეფექტურობის შემცირებას. ქვაბის მუშაობის დროს საათობრივიინსტრუმენტების მიხედვით (ლოგომეტრი) კონტროლდება t გრიპის აირები, რომელთა მნიშვნელობები მითითებულია რეჟიმის რუკაქვაბი. თუ გაჟონვის გაზი გაიზარდა, მაშინ გათბობის ზედაპირი აფეთქდა.

მასშტაბიწარმოიქმნება მილების შიგნით (ის ატარებს სითბოს 30-50-ჯერ უარესად, ვიდრე ფოლადი), რითაც ამცირებს სითბოს გადაცემას ქვაბის კედლიდან წყალში, რის შედეგადაც კედლები გადახურდება, დეფორმირდება და სკდება (ქვაბის მილების რღვევა). სასწორი ატარებს სითბოს 30-50-ჯერ უარესად, ვიდრე ფოლადი

კონვექცია -

სითბოს გადაცემა ნაწილაკების ერთმანეთთან შერევით ან გადაადგილებით (დამახასიათებელია მხოლოდ სითხეებისა და გაზებისთვის). განასხვავებენ ბუნებრივ და იძულებით კონვექციას.

ბუნებრივი კონვექცია - თავისუფალი მოძრაობასითხეები ან აირები არათანაბრად გაცხელებული ფენების სიმკვრივის სხვაობის გამო.

იძულებითი კონვექცია- სითხის ან აირების იძულებითი მოძრაობა ტუმბოების, კვამლის გამწოვისა და ვენტილატორების მიერ შექმნილი წნევის ან ვაკუუმის გამო.

გაფართოების მეთოდები კონვექციური სითბოს გადაცემა:

§ ნაკადის სიჩქარის გაზრდა;

§ ტურბულიზაცია (მორევა);

§ გამათბობელი ზედაპირის გაზრდა (ნეკნების დამონტაჟების გამო);

§ ტემპერატურული სხვაობის გაზრდა გათბობასა და გაცხელებულ მედიას შორის;

§ მედიის საპირისპირო მოძრაობა (კონტრდინება).

ემისია (გამოსხივება) -

სითბოს გაცვლა ერთმანეთისგან დაშორებით მდებარე სხეულებს შორის გასხივოსნებული ენერგიის გამო, რომლის მატარებლები არიან ელექტრომაგნიტური რხევები: ხდება თერმული ენერგიის ტრანსფორმაცია გასხივოსნებულად და პირიქით, სხივურიდან თერმულში.

რადიაცია ყველაზე მეტად ეფექტური მეთოდისითბოს გადაცემა, განსაკუთრებით თუ შემსწავლელ სხეულს აქვს მაღალი ტემპერატურა, და სხივები მიმართულია გახურებულ ზედაპირზე პერპენდიკულარულად.

ქვაბების ღუმელებში გამოსხივებით სითბოს გადაცემის გასაუმჯობესებლად, ცეცხლგამძლე მასალებისგან იდება სპეციალური სლოტები, რომლებიც წარმოადგენენ როგორც სითბოს გამომცემლებს, ასევე წვის სტაბილიზატორების.

ქვაბის გამაცხელებელი ზედაპირი არის ზედაპირი, საიდანაც, ერთის მხრივ, იგი ირეცხება გაზებით, ხოლო მეორე მხრივ, წყლით.

ზემოთ განხილული 3 ტიპის სითბოს გაცვლასუფთა ფორმაიშვიათია. სითბოს გადაცემის თითქმის ერთ ტიპს ახლავს მეორე. სითბოს გადაცემის სამივე ტიპი წარმოდგენილია ქვაბში, რომელსაც კომპლექსური სითბოს გადაცემა ეწოდება.

ქვაბის ღუმელში:

ა) დამწვრობის ალიდან ქვაბის მილების გარე ზედაპირზე - გამოსხივებით.

ბ) მიღებული გრიპის აირებიდან კედელამდე – კონვექცია

გ) მილის კედლის გარე ზედაპირიდან შიდა – თბოგამტარობა.

დ) დან შიდა ზედაპირიმილის კედლები წყალამდე, ზედაპირის გასწვრივ მიმოქცევა - კონვექცია.

სითბოს გადაცემას ერთი საშუალოდან მეორეზე გამყოფი კედლის მეშვეობით სითბოს გადაცემას უწოდებენ.

წყალი, წყლის ორთქლი და მისი თვისებები

წყალი უმარტივესი სტაბია ნორმალური პირობები ქიმიური ნაერთიწყალბადი ჟანგბადთან ერთად უმაღლესი სიმკვრივეწყალი 1000 კგ / მ 3 t \u003d 4 ° C ტემპერატურაზე.

წყალი, ისევე როგორც ნებისმიერი სითხე, ექვემდებარება ჰიდრავლიკურ კანონებს. იგი თითქმის არ იკუმშება, ამიტომ მასზე განხორციელებული ზეწოლა ერთი და იგივე ძალით ყველა მიმართულებით გადატანის უნარი აქვს. თუ რამდენიმე ჭურჭელი სხვადასხვა ფორმებიდაუკავშირდით ერთმანეთს, მაშინ წყლის დონე ყველგან ერთნაირი იქნება (საკომუნიკაციო გემების კანონი).


მსგავსი ინფორმაცია.


წყლის ორთქლი - სამუშაო სითხე ორთქლის ტურბინებში, ორთქლის ძრავებში, ატომურ ელექტროსადგურებში, გამაგრილებლის სხვადასხვა სითბოს გადამცვლელებში.

ორთქლი - აირისებრი სხეულიმდუღარე სითხესთან ახლოს მდგომარეობაში.

აორთქლება - ნივთიერების გარდაქმნის პროცესი თხევადი მდგომარეობაორთქლში.

აორთქლება - აორთქლება, რომელიც ყოველთვის ხდება სითხის ზედაპირიდან ნებისმიერ ტემპერატურაზე.

გარკვეულ ტემპერატურაზე, სითხის ბუნებიდან და ზეწოლიდან გამომდინარე, რომელზედაც ის მდებარეობს, აორთქლება ხდება სითხის მთელ მასაში. ამ პროცესს ე.წ მდუღარე .

აორთქლების საპირისპირო პროცესს ეწოდება კონდენსაცია . კონდენსაცია, ისევე როგორც აორთქლება, მიმდინარეობს მუდმივ ტემპერატურაზე.

პროცესს, რომლის დროსაც მყარი ნივთიერება პირდაპირ ორთქლად გარდაიქმნება, ეწოდება სუბლიმაცია . ორთქლის გადასვლის საპირისპირო პროცესი მყარი მდგომარეობადაურეკა დესუბლიმაცია .

როდესაც სითხე აორთქლდება შემოიფარგლება სივრცეში(ორთქლის ქვაბებში) ერთდროულად ხდება საპირისპირო მოვლენა - ორთქლის კონდენსაცია. თუ კონდენსაციის სიჩქარე ხდება თანაბარი სიჩქარეაორთქლება, შემდეგ ხდება დინამიური წონასწორობა. ორთქლს ამ შემთხვევაში აქვს მაქსიმალური სიმკვრივე და ე.წ მდიდარი ბორანი .

თუ ორთქლის ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე იმავე წნევის გაჯერებული ორთქლის ტემპერატურა, მაშინ ასეთ ორთქლს ე.წ. გადახურებული .

განსხვავება ზედმეტად გახურებულ ორთქლის ტემპერატურასა და გაჯერებული ორთქლის ტემპერატურას შორის იმავე წნევის დროს ე.წ. გადახურების ხარისხი .

ვინაიდან ზეგახურებული ორთქლის სპეციფიკური მოცულობა აღემატება გაჯერებული ორთქლის სპეციფიკურ მოცულობას, ზედმეტად გახურებული ორთქლის სიმკვრივე ნაკლებია გაჯერებული ორთქლის სიმკვრივეზე. ამიტომ, ზედმეტად გახურებული ორთქლი უჯერია.

სითხის ბოლო წვეთი აორთქლების მომენტში შეზღუდულ სივრცეში ტემპერატურისა და წნევის შეცვლის გარეშე (ანუ როცა სითხე აორთქლებას წყვეტს), მშრალი გაჯერებული ორთქლი . ასეთი ორთქლის მდგომარეობა განისაზღვრება ერთი პარამეტრით - წნევით.

სითხის მშრალი და პაწაწინა წვეთების მექანიკურ ნარევს ე.წ სველი ბორანი .

მშრალი ორთქლის მასური წილი სველ ორთქლში - სიმშრალის ხარისხი X:

x=მ კნ /მ vp , (6.7)

სად კნ- მშრალი ორთქლის მასა სველში; vpარის სველი ორთქლის მასა.

მასური წილი ზესითხეები სველ ორთქლში - ხარისხი ტენიანობა :

ზე= 1–x = 1– კნ /მ vp = ( vp კნ)/ vp . (6.8)

6.4. ტენიანი ჰაერის მახასიათებლები

ატმოსფერული ჰაერი, რომელიც ძირითადად შედგება ჟანგბადის, აზოტის, ნახშირორჟანგისგან, ყოველთვის შეიცავს წყლის ორთქლს.

მშრალი ჰაერისა და წყლის ორთქლის ნარევს ე.წ სველი საჰაერო . ნოტიო ჰაერი მოცემულ წნევასა და ტემპერატურაზე შეიძლება შეიცავდეს წყლის ორთქლის სხვადასხვა რაოდენობას.

მშრალი ჰაერისა და გაჯერებული წყლის ორთქლის ნარევს ე.წ გაჯერებული სველი საჰაერო . ამ შემთხვევაში წყლის ორთქლის მაქსიმალური რაოდენობა მოცემული ტემპერატურისთვის არის ნოტიო ჰაერში. როგორც ეს ჰაერი გაცივდება, წყლის ორთქლი კონდენსირდება. წყლის ორთქლის ნაწილობრივი წნევა ამ ნარევში უდრის გაჯერების წნევას მოცემულ ტემპერატურაზე.

თუ ტენიანი ჰაერი შეიცავს წყლის ორთქლს ზედმეტად გახურებულ მდგომარეობაში მოცემულ ტემპერატურაზე, მაშინ მას ე.წ უჯერი . ვინაიდან იგი არ შეიცავს წყლის ორთქლის მაქსიმალურ რაოდენობას მოცემულ ტემპერატურაზე, მას შეუძლია შემდგომი დატენიანება. ეს ჰაერი გამოიყენება როგორც საშრობი აგენტისხვადასხვა საშრობებში.

დალტონის კანონის მიხედვით ზეწოლა ტენიანი ჰაერი არის მშრალი ჰაერის ნაწილობრივი წნევის ჯამი და წყლის ორთქლი :

p = p + გვ . (6.9)

მაქსიმალური ღირებულება გვ ნოტიო ჰაერის მოცემულ ტემპერატურაზე არის გაჯერებული წყლის ორთქლის წნევა გვ .

ორთქლის ნაწილობრივი წნევის დასადგენად გამოიყენეთ სპეციალური მოწყობილობა - ჰიგირომეტრი . ეს მოწყობილობა გამოიყენება დასადგენად ნამის წერტილი ანუ ტემპერატურა გვრომელსაც ჰაერი მუდმივი წნევით უნდა გაცივდეს, რომ გაჯერდეს.

ნამის წერტილის ცოდნა, ცხრილებიდან შესაძლებელია ჰაერში ორთქლის ნაწილობრივი წნევის დადგენა, როგორც გაჯერების წნევა. გვ ნამის წერტილის შესაბამისი გვ .

აბსოლუტური ტენიანობა ჰაერს უწოდებენ წყლის ორთქლის რაოდენობას 1 მ 3 ტენიან ჰაერში. აბსოლუტური ტენიანობა უდრის ორთქლის სიმკვრივეს მის ნაწილობრივ წნევასა და ჰაერის ტემპერატურაზე .

მოცემულ ტემპერატურაზე უჯერი ჰაერის აბსოლუტური ტენიანობის თანაფარდობა იმავე ტემპერატურაზე გაჯერებული ჰაერის აბსოლუტურ ტენიანობასთან ე.წ. ნათესავი ტენიანობა საჰაერო

φ=s /თან ან φ= (თან /თან ) 100%, (6.10)

მშრალი ჰაერისთვის φ =0, უჯერისთვის φ <1, для насыщенного φ =1 (100%).

წყლის ორთქლის იდეალურ გაზად განხილვისას, ბოილ-მარიოტის კანონის მიხედვით, სიმკვრივეების თანაფარდობა შეიძლება შეიცვალოს წნევის თანაფარდობით. შემდეგ:

φ=ρ ან φ= გვ / გვ · 100%. (6.11)

ტენიანი ჰაერის სიმკვრივე შედგება მშრალი ჰაერისა და წყლის ორთქლის მასებისგან, რომლებიც შეიცავს 1 მ 3 მოცულობას:

ρ=ρ = გვ / ( )+φ/ ′′ . (6.12)

ტენიანი ჰაერის მოლეკულური წონა განისაზღვრება ფორმულით:

μ =28,95–10,934φ∙ გვ / გვ . (6.13)

ღირებულებები გვ და ′′ ჰაერის ტემპერატურაზე აღებული წყლის ორთქლის მაგიდიდან, φ - ფსიქომეტრის მიხედვით, გვ- ბარომეტრით.

ტენიანობის შემცველობა არის ორთქლის მასის თანაფარდობა მშრალი ჰაერის მასასთან:

d=M /მ , (6.14)

სად , - ორთქლის და მშრალი ჰაერის მასები ტენიან ჰაერში.

კავშირი ტენიანობასა და ფარდობით ტენიანობას შორის:

=0,622φ· გვ ·/( გვ - φ· გვ ). (6.15)

ჰაერის გაზის მუდმივი:

=8314/μ =8314/(28.95–10.934 μ· გვ / გვ). (6.16)

ასევე მოქმედებს შემდეგი ფორმულა:

= (287+462)/(1+).

ტენიანი ჰაერის მოცულობა 1 კგ მშრალ ჰაერზე:

ow.v = R T/გვ. (6.17)

ტენიანი ჰაერის სპეციფიკური მოცულობა:

=V ow.v /(1+). (6.17a)

ორთქლის ჰაერის ნარევის სპეციფიკური მასის სითბოს მოცულობა:

თან სმ = თან +d s . (6.18)

ჩვენს ირგვლივ არსებული ბუნებისთვის წყლის ორთქლს დიდი მნიშვნელობა აქვს. ის იმყოფება ატმოსფეროში, გამოიყენება ტექნოლოგიაში და ემსახურება დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობისა და განვითარების პროცესის განუყოფელ ნაწილს.

ფიზიკის სახელმძღვანელოებში ნათქვამია, რომ წყლის ორთქლი არის ის, რაც ყველას შეუძლია დააკვირდეს ქვაბის ცეცხლზე დაყენებით. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ორთქლის ჭავლი იწყებს გამოსვლას მისი ამოფრქვევიდან. ეს ფენომენი განპირობებულია იმით, რომ წყალი შეიძლება იყოს სხვადასხვა, როგორც ფიზიკოსები განსაზღვრავენ, აგრეგაციის მდგომარეობებში - აირისებრი, მყარი, თხევადი. წყლის ასეთი თვისებები ხსნის მის ყოვლისმომცველ არსებობას დედამიწაზე. ზედაპირზე - თხევად და მყარ მდგომარეობაში, ატმოსფეროში - აირისებრ მდგომარეობაში.

წყლის ეს თვისება და მისი თანმიმდევრული გადასვლა სხვადასხვა მდგომარეობებზე ბუნებაშია შექმნილი. სითხე აორთქლდება ზედაპირიდან, ამოდის ატმოსფეროში, წყლის ორთქლის სახით სხვა ადგილას გადადის და იქ წვიმის სახით ეცემა, რაც საჭირო ტენიანობას უზრუნველყოფს ახალ ადგილებში.

ფაქტობრივად, მუშაობს ერთგვარი ორთქლის ძრავა, რომლის ენერგიის წყაროც მზეა. განხილულ პროცესებში წყლის ორთქლი დამატებით ათბობს პლანეტას დედამიწის თერმული გამოსხივების ზედაპირზე არეკვლის გამო, რაც იწვევს სათბურის ეფექტს. რომ არა ასეთი სახის "ბალიშები", მაშინ პლანეტის ზედაპირზე ტემპერატურა 20 ° C-ით დაბალი იქნებოდა.

ზემოაღნიშნულის დასადასტურებლად შეგვიძლია გავიხსენოთ ზამთარში და ზაფხულში მზიანი დღეები. თბილ სეზონზე ის მაღალია და ატმოსფერო, როგორც სათბური, ათბობს დედამიწას, ხოლო ზამთარში, მზიან ამინდში, ზოგჯერ ყველაზე მნიშვნელოვანი გაციება ხდება.

ყველა აირის მსგავსად, წყლის ორთქლს აქვს გარკვეული თვისებები. ერთ-ერთი პარამეტრი, რომელიც განსაზღვრავს მათ, იქნება წყლის ორთქლის სიმკვრივე. განმარტებით, ეს არის წყლის ორთქლის რაოდენობა, რომელიც შეიცავს ჰაერის ერთ კუბურ მეტრს. ფაქტობრივად, ეს უკანასკნელი ასე არის განსაზღვრული.

ჰაერში წყლის რაოდენობა მუდმივად იცვლება. ეს დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, წნევაზე, რელიეფზე. ატმოსფეროში ტენიანობა სიცოცხლისთვის უაღრესად მნიშვნელოვანი პარამეტრია და მას მუდმივად აკონტროლებენ, რისთვისაც გამოიყენება სპეციალური მოწყობილობები - ჰიგირომეტრი და ფსიქომეტრი.

ტენიანობის ცვლილება გამოწვეულია იმით, რომ მიმდებარე სივრცეში წყლის შემცველობა იცვლება აორთქლებისა და კონდენსაციის პროცესების გამო. კონდენსაცია აორთქლების საპირისპიროა, ამ შემთხვევაში ორთქლი იწყებს სითხეში გადაქცევას და ის ზედაპირზე ეცემა.

ამ შემთხვევაში, გარემოს ტემპერატურის მიხედვით, შეიძლება ჩამოყალიბდეს ნისლი, ნამი, ყინვა, ყინული.

როდესაც თბილი ჰაერი, წყალი ცივ მიწასთან კონტაქტში მოდის, ნამი წარმოიქმნება. ზამთარში დაბალ ტემპერატურაზე ჩამოყალიბდება ყინვა.

ოდნავ განსხვავებული ეფექტი ჩნდება, როდესაც ცივი ჰაერი შემოდის, ან დღის განმავლობაში გაცხელებული ჰაერი იწყებს გაციებას. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ნისლი.

თუ ზედაპირის ტემპერატურა, რომელზეც ორთქლი კონდენსირდება, უარყოფითია, მაშინ ყინული ჩნდება.

ამრიგად, მრავალი ბუნებრივი მოვლენა, როგორიცაა ნისლი, ნამი, ყინვა, ყინული, მათი ფორმირება ატმოსფეროში შემავალ წყლის ორთქლს ევალება.

ამ მხრივ, აღსანიშნავია ღრუბლების ფორმირება, რომლებიც ასევე ყველაზე უშუალოდ მონაწილეობენ ამინდის ფორმირებაში. წყალი, რომელიც ზედაპირზე აორთქლდება და წყლის ორთქლად იქცევა, ამოდის. იმ სიმაღლეზე მიღწევისას, სადაც კონდენსაცია იწყება, ის იქცევა სითხეში და წარმოიქმნება ღრუბლები. ისინი შეიძლება იყოს რამდენიმე ტიპის, მაგრამ განსახილველი საკითხის გათვალისწინებით, მნიშვნელოვანია, რომ ისინი ჩაერთონ სათბურის ეფექტის შექმნაში და ტენიანობის ახალ ადგილებში გადატანაში.

წარმოდგენილი მასალა გვიჩვენებს რა არის წყლის ორთქლი, აღწერილია მისი გავლენა დედამიწაზე მიმდინარე სასიცოცხლო პროცესებზე.

წყლის ორთქლი იწარმოება ორთქლის ქვაბებში მუდმივი წნევისა და მუდმივი ტემპერატურის პირობებში. პირველ რიგში, წყალი თბება დუღილის წერტილი (ის რჩება მუდმივი) ან გაჯერების ტემპერატურა. . შემდგომი გაცხელებისას მდუღარე წყალი იქცევა ორთქლად და მისი ტემპერატურა მუდმივი რჩება, სანამ წყალი მთლიანად არ აორთქლდება. ადუღება არის აორთქლების პროცესი სითხის მთელ მოცულობაში. აორთქლება - აორთქლება სითხის ზედაპირიდან.

ნივთიერების გადასვლას თხევადი მდგომარეობიდან აირისებრ მდგომარეობაში ეწოდება აორთქლება და აირისებური მდგომარეობიდან თხევადში კონდენსაცია . სითბოს რაოდენობას, რომელიც უნდა გადაეცეს წყალს დუღილის წერტილში თხევადი მდგომარეობიდან ორთქლის მდგომარეობაში გადასვლის მიზნით, ე.წ. აორთქლების სითბო .

გათბობისთვის საჭირო სითბოს რაოდენობა 1 კგწყალი 1 0 C-ზე ე.წ წყლის სითბოს მოცულობა . = 1 კკალ/კგ. გრადუსი

წყლის დუღილის წერტილი დამოკიდებულია წნევაზე (არსებობს სპეციალური ცხრილები):

R abs = 1 კგფ / სმ 2 = 1 ატმ, t k \u003d 100 ° С

R abs = 1.7 კგფ/სმ 2, t k \u003d 115 ° С

R abs = 5 კგფ/სმ 2, t k \u003d 151 ° С

R abs =10 კგფ/სმ 2, t k = 179°С

R abs = 14 კგფ/სმ 2, t k = 195°С

ქვაბის ოთახებში წყლის ტემპერატურაზე 150 ° C გამოსასვლელში და დაბრუნდით in-

70°C-ზე ყოველი კგ წყალი ატარებს 80 კკალსითბო.

ორთქლის მიწოდების სისტემებში 1 კგწყლის ორთქლზე მომზადებული პორტატული დაახლოებით 600 კკალსითბო.

წყალი პრაქტიკულად შეკუმშვადია. იღებს უმცირეს მოცულობას t=+4°С. ზე +4°C-ზე და ქვემოთ, წყლის მოცულობა იზრდება. ტემპერატურას, რომლითაც იწყება ჭარბი წყლის ორთქლის კონდენსაცია, ეწოდება t "ნამის წერტილი".

განასხვავებენ გაჯერებულ ორთქლსდა გადახურებული.აორთქლების დროს ზოგიერთი მოლეკულა მიფრინავს სითხის ზედაპირიდან და მის ზემოთ წარმოქმნის ორთქლს. თუ სითხის ტემპერატურა მუდმივია, ანუ მას განუწყვეტლივ მიეწოდება სითბო, მაშინ გაიზრდება გამოდევნილი მოლეკულების რაოდენობა, ხოლო ორთქლის მოლეკულების ქაოტური მოძრაობის გამო, ორთქლის წარმოქმნასთან ერთად, ხდება საპირისპირო პროცესი. - კონდენსაცია, რომლის დროსაც ორთქლის მოლეკულების ნაწილი ბრუნდება სითხეში.

თუ აორთქლება ხდება დახურულ ჭურჭელში, მაშინ ორთქლის რაოდენობა გაიზრდება წონასწორობის მიღწევამდე, ანუ სითხისა და ორთქლის რაოდენობა მუდმივი გახდება.

ორთქლს, რომელიც დინამიურ წონასწორობაშია თავის სითხესთან და აქვს მასთან იგივე ტემპერატურა და წნევა, ეწოდება გაჯერებული ორთქლი.

სველი გაჯერებული ორთქლიორთქლს უწოდებენ, რომელშიც არის ქვაბის წყლის წვეთები; გაჯერებულ ორთქლს წყლის წვეთების გარეშე ე.წ მშრალი გაჯერებული ორთქლი .

მშრალი გაჯერებული ორთქლის პროპორციას სველ ორთქლში ეწოდება ორთქლის სიმშრალის ხარისხი (x). ამ შემთხვევაში, ორთქლის ტენიანობა იქნება 1-ის ტოლი. X.მშრალი გაჯერებული ორთქლისთვის x = 1. თუ სითბო გადაეცემა მშრალ გაჯერებულ ორთქლს მუდმივი წნევით, მაშინ მიიღება ზეგახურებული ორთქლი. გადახურებული ორთქლის ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე ქვაბის წყლის ტემპერატურა. ზეგახურებული ორთქლი მიიღება მშრალი გაჯერებული ორთქლიდან ზეგამათბობელებში, რომლებიც დამონტაჟებულია ქვაბის სადინრებში.



სველი გაჯერებული ორთქლის გამოყენება არ არის სასურველი, რადგან ორთქლის მილსადენებში გადაადგილებისას, კონდენსატის ჰიდრავლიკური დარტყმები (მკვეთრი დარტყმები მილების შიგნით) გროვდება ფიტინგებში, მოსახვევებში და დაბალ ადგილებში ორთქლის მილსადენებში, აგრეთვე ორთქლის ტუმბოებში. , შესაძლებელია. ორთქლის ქვაბში წნევის მკვეთრი ვარდნა ატმოსფერულ წნევამდე ძალიან საშიშია, რაც შეიძლება მოხდეს ქვაბის სიძლიერის გადაუდებელი დარღვევის შედეგად, რადგან წყლის ტემპერატურა წნევის ასეთ ცვლილებამდე იყო 100 ° C-ზე მეტი, შემდეგ ჭარბი სითბო იხარჯება აორთქლებაზე, რაც ხდება თითქმის მყისიერად. ორთქლის რაოდენობა მკვეთრად იზრდება, რაც იწვევს ქვაბში წნევის მყისიერ მატებას და სერიოზულ დაზიანებას. რაც უფრო დიდია წყლის მოცულობა ქვაბში და რაც უფრო მაღალია მისი ტემპერატურა, მით უფრო დიდი იქნება ასეთი განადგურების შედეგები. ორთქლის მოცულობა 1700-ჯერ აღემატება წყლის მოცულობას.

ზედმეტად გახურებულ ორთქლს - ორთქლს, რომელსაც აქვს უფრო მაღალი ტემპერატურა, ვიდრე გაჯერებული ორთქლი იმავე წნევით - არ აქვს ტენიანობა. ზედმეტად გახურებული ორთქლი იწარმოება სპეციალურ ზეგამათბობელში, სადაც მშრალი გაჯერებული ორთქლი თბება გრიპის აირებით. ზედმეტად გაცხელებული ორთქლი არ გამოიყენება საქვაბე ოთახების გასათბობად, ამიტომ არ არის ზეგამათბობელი.

გაჯერებული ორთქლის ძირითადი თვისებები:

1) იჯდა. ორთქლი = t kip. წყალი მოცემულ რ

2) t b.p. წყალი დამოკიდებულია Rsteam-ზე ქვაბში



3) გაჯერებული ორთქლი კონდენსირდება.

გადახურებული ორთქლის ძირითადი თვისებები:

1) ზედმეტად გახურებული ორთქლი არ კონდენსირდება

2) ზეგახურებული ორთქლი არ არის დამოკიდებული ქვაბში ორთქლის წნევაზე.

(ორთქლის ქვაბში ორთქლის მიღების სქემა) (28 გვერდზე ბარათები არჩევითია)