ყველამ ვიცით, რომ ქვაბში წყალი დუღს 100°C-ზე. მაგრამ შეგიმჩნევიათ, რომ დუღილის პროცესში წყლის ტემპერატურა არ იცვლება? საკითხავია – სად მიდის გამომუშავებული ენერგია, თუ კონტეინერს გამუდმებით ცეცხლზე ვინახავთ? იგი გადადის სითხის ორთქლად გარდაქმნაში. ამრიგად, წყლის აირისებრ მდგომარეობაში გადასვლისთვის საჭიროა სითბოს მუდმივი მიწოდება. რამდენი კილოგრამი სითხის იმავე ტემპერატურის ორთქლად გადაქცევა არის საჭირო, განისაზღვრება ფიზიკური სიდიდით, რომელსაც ეწოდება წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო.

ადუღება ენერგიას მოითხოვს. მისი უმეტესი ნაწილი გამოიყენება ატომებსა და მოლეკულებს შორის ქიმიური კავშირების გასატეხად, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ორთქლის ბუშტები, ხოლო მცირე ნაწილი გამოიყენება ორთქლის გაფართოებისთვის, ანუ ისე, რომ წარმოქმნილმა ბუშტებმა შეიძლება ასკდეს და გაათავისუფლოს იგი. მას შემდეგ, რაც სითხე მთელ ენერგიას დებს აირის მდგომარეობაში გადასვლაში, მისი "ძალები" ამოიწურება. ენერგიის მუდმივი განახლებისთვის და დუღილის გახანგრძლივებისთვის, უფრო და უფრო მეტი სითბო უნდა მიიტანოთ კონტეინერში სითხეში. ქვაბს, გაზის სანთურას ან სხვა გამათბობელ მოწყობილობას შეუძლია მისი შემოდინება. დუღილის დროს სითხის ტემპერატურა არ იმატებს, ხდება იმავე ტემპერატურის ორთქლის წარმოქმნის პროცესი.

ორთქლად გადაქცევისთვის სხვადასხვა სითხეს სჭირდება სითბოს სხვადასხვა რაოდენობა. რომელი - გვიჩვენებს აორთქლების სპეციფიკურ სითბოს.

თქვენ შეგიძლიათ გაიგოთ, თუ როგორ განისაზღვრება ეს მნიშვნელობა მაგალითიდან. აიღეთ 1 ლიტრი წყალი და მიიყვანეთ ადუღებამდე. შემდეგ ვზომავთ სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა მთელი სითხის აორთქლებისთვის და ვიღებთ წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობას. სხვა ქიმიური ნაერთებისთვის, ეს მაჩვენებელი განსხვავებული იქნება.

ფიზიკაში აორთქლების სპეციფიკური სითბო აღინიშნება ლათინური ასო L-ით. იგი იზომება ჯოულებში თითო კილოგრამზე (J/კგ). მისი მიღება შესაძლებელია აორთქლებაზე დახარჯული სითბოს სითხის მასაზე გაყოფით:

ეს მნიშვნელობა ძალზე მნიშვნელოვანია თანამედროვე ტექნოლოგიებზე დაფუძნებული წარმოების პროცესებისთვის. მაგალითად, ამით ხელმძღვანელობენ ლითონების წარმოებაში. აღმოჩნდა, რომ თუ რკინა დნება და შემდეგ შედედდება, შემდგომი გამკვრივებით წარმოიქმნება უფრო ძლიერი ბროლის ბადე.

რისი ტოლია

სპეციფიური სითბოს მნიშვნელობა სხვადასხვა ნივთიერებისთვის (r) განისაზღვრა ლაბორატორიული კვლევების დროს. ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს წყალი დუღს 100 °C-ზე, ხოლო წყლის აორთქლების სითბო არის 2258,2 კჯ/კგ. ეს მაჩვენებელი სხვა ნივთიერებებისთვის მოცემულია ცხრილში:

ნივთიერება	დუღილის წერტილი, °C	r, კჯ/კგ
აზოტი	-196	198
ჰელიუმი	-268,94	20,6
წყალბადი	-253	454
ჟანგბადი	-183	213
Ნახშირბადის	4350	50000
ფოსფორი	280	400
მეთანი	-162	510
პენტანი	36	360
რკინა	2735	6340
სპილენძი	2590	4790
Ქილა	2430	2450
ტყვია	1750	8600
თუთია	907	1755
მერკური	357	285
ოქრო	2 700	1 650
ეთანოლი	78	840
მეთილის სპირტი	65	1100
ქლოროფორმი	61	279

თუმცა, ეს მაჩვენებელი შეიძლება შეიცვალოს გარკვეული ფაქტორების გავლენის ქვეშ:

1. ტემპერატურა.მისი მატებასთან ერთად, აორთქლების სითბო მცირდება და შეიძლება იყოს ნულის ტოლი.
   

   t, °C	r, კჯ/კგ
   	2500
   10	2477
   20	2453
   50	2380
   80	2308
   100	2258
   200	1940
   300	1405
   374	115
   374,15

2. წნევა.წნევის კლებასთან ერთად იზრდება აორთქლების სითბო და პირიქით. დუღილის წერტილი არის წნევის პირდაპირპროპორციული და შეუძლია მიაღწიოს კრიტიკულ მნიშვნელობას 374 °C.

   პ, პა	bp, °C	r, კჯ/კგ
   0,0123	10	2477
   0,1234	50	2380
   1	100	2258
   2	120	2202
   5	152	2014
   10	180	1889
   20	112	1638
   50	264	1638
   100	311	1316
   200	366	585
   220	373,7	184,8
   კრიტიკული 221.29	374,15	-

3. ნივთიერების მასა.პროცესში ჩართული სითბოს რაოდენობა პირდაპირპროპორციულია მიღებული ორთქლის მასის.

აორთქლებისა და კონდენსაციის თანაფარდობა

ფიზიკოსებმა დაადგინეს, რომ საპირისპირო აორთქლების პროცესი - კონდენსაცია - ორთქლი ხარჯავს ზუსტად იმდენივე ენერგიას, რაც დაიხარჯა მის ფორმირებაზე. ეს დაკვირვება ადასტურებს ენერგიის შენარჩუნების კანონს.

წინააღმდეგ შემთხვევაში, შესაძლებელი იქნებოდა ინსტალაციის შექმნა, რომელშიც სითხე აორთქლდება და შემდეგ კონდენსირდება. განსხვავება აორთქლებისთვის საჭირო სითბოსა და კონდენსაციისთვის საკმარის სითბოს შორის გამოიწვევს ენერგიის დაგროვებას, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა მიზნებისთვის. ფაქტობრივად, შეიქმნებოდა მუდმივი მოძრაობის მანქანა. მაგრამ ეს ეწინააღმდეგება ფიზიკურ კანონებს და, შესაბამისად, შეუძლებელია.

როგორ იზომება

1. წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო იზომება ექსპერიმენტულად ფიზიკურ ლაბორატორიებში. ამისათვის გამოიყენება კალორიმეტრები. პროცედურა ასეთია:
2. კალორიმეტრში სითხის გარკვეული რაოდენობა შეედინება.

§§ 2.5 და 7.2-დან გამომდინარეობს, რომ აორთქლებისას ნივთიერების შინაგანი ენერგია იზრდება, ხოლო კონდენსაციის დროს ის მცირდება. ვინაიდან ამ პროცესების დროს სითხისა და მისი ორთქლის ტემპერატურა შეიძლება იყოს თანაბარი, ნივთიერების შიდა ენერგიის ცვლილება ხდება მხოლოდ მოლეკულების პოტენციური ენერგიის ცვლილების გამო. ასე რომ, იმავე ტემპერატურაზე, სითხის მასის ერთეულს აქვს ნაკლები შინაგანი ენერგია, ვიდრე მისი ორთქლის ერთეული მასა.

გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ აორთქლების პროცესში ნივთიერების სიმკვრივე მნიშვნელოვნად მცირდება, ხოლო ნივთიერების მიერ დაკავებული მოცულობა იზრდება. ამიტომ, აორთქლების დროს უნდა მოხდეს მუშაობა გარე წნევის ძალების წინააღმდეგ. მაშასადამე, ენერგია, რომელიც უნდა გადაეცეს სითხეს, რათა ის ორთქლად იქცეს მუდმივ ტემპერატურაზე, ნაწილობრივ მიდის ნივთიერების შიდა ენერგიის გასაზრდელად და ნაწილობრივ გარე ძალებთან მუშაობის შესრულებაზე მისი გაფართოების პროცესში.

პრაქტიკაში, სითბო მიეწოდება სითხეს, რათა ის ორთქლად გარდაიქმნას სითბოს გაცვლის დროს. სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის მუდმივ ტემპერატურაზე, ეწოდება აორთქლების სითბო. როდესაც ორთქლი იქცევა სითხეში, მისგან უნდა მოიხსნას სითბოს რაოდენობა, რასაც კონდენსაციის სითბოს უწოდებენ. თუ გარე პირობები ერთნაირია, მაშინ ერთი და იგივე ნივთიერების თანაბარი მასებით, აორთქლების სითბო უდრის კონდენსაციის სითბოს.

კალორიმეტრის დახმარებით დადგინდა, რომ აორთქლების სიცხე პირდაპირპროპორციულია ორთქლად გარდაქმნილი სითხის მასისა.

აქ - პროპორციულობის კოეფიციენტი, რომლის ღირებულება დამოკიდებულია სითხის ტიპზე და გარე პირობებზე.

მნიშვნელობას, რომელიც ახასიათებს აორთქლების სითბოს დამოკიდებულებას ნივთიერების ტიპზე და გარე პირობებზე, ეწოდება აორთქლების სპეციფიკური სითბო. აორთქლების სპეციფიკური სითბო იზომება სითბოს რაოდენობით, რომელიც საჭიროა სითხის ერთეული მასის ორთქლად გადაქცევისთვის მუდმივ ტემპერატურაზე:

SI-ში ასეთი სითხის აორთქლების სპეციფიური სითბო აღებულია ერთეულით, რომლის ორთქლში გადასაქცევად 1 კგ მუდმივ ტემპერატურაზე საჭიროა 1 ჯ სითბო. (აჩვენეთ ეს ფორმულით (7.1a).)

მაგალითად, აღვნიშნავთ, რომ წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო (100°C) ტემპერატურაზე უდრის

ვინაიდან აორთქლება შეიძლება მოხდეს სხვადასხვა ტემპერატურაზე, ჩნდება კითხვა: შეიცვლება თუ არა ამ შემთხვევაში ნივთიერების აორთქლების სპეციფიკური სითბო? გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად, აორთქლების სპეციფიკური სითბო მცირდება. ეს იმიტომ ხდება, რომ გაცხელებისას ყველა სითხე ფართოვდება. ამ შემთხვევაში, მოლეკულებს შორის მანძილი იზრდება და მოლეკულური ურთიერთქმედების ძალები მცირდება. გარდა ამისა, რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია სითხის მოლეკულების საშუალო ენერგია და მით ნაკლები ენერგიის დამატება სჭირდებათ, რათა მათ შეძლონ სითხის ზედაპირიდან გაფრენა.

სამუშაოს მიზანი

თეორიული მასალის ათვისება და კონსოლიდაცია თერმოდინამიკის კურსის თემაზე „წყლის ორთქლი“, აგრეთვე ექსპერიმენტის მეთოდების ათვისება და მიღებული მონაცემების დამუშავება, ცხრილების „წყლისა და ორთქლის თერმოფიზიკური თვისებების“ გაცნობა.

1. შეისწავლეთ ექსპერიმენტული დაყენების სქემა, ჩართეთ და მიიყვანეთ მოცემულ სტაციონალურ თერმორეჟიმზე.

2. ექსპერიმენტის ჩატარება გაიდლაინების შესაბამისად, შეავსეთ ცხრილი 1.

3. განსაზღვრეთ ექსპერიმენტში წყლის აორთქლებაზე დახარჯული სპეციფიკური სითბო.

4. აორთქლების იზობარული პროცესისთვის განსაზღვრეთ წყლის პარამეტრების ტაბულური მნიშვნელობები გაჯერების ხაზზე და მშრალ გაჯერებულ ორთქლზე, აგრეთვე აორთქლების სპეციფიკური სითბო.

5. გამოთვალეთ სითხის შიდა ენერგია ორთქლის გაჯერების ხაზზე ექსპერიმენტის პირობებისთვის.

6. გამოთვალეთ აორთქლების სპეციფიკური სითბოს ნაპოვნი მნიშვნელობის ცდომილება ცხრილთან მიმართებაში.

7. დევარის ჭურჭელში მიმდინარე პროცესები P-v და T-s-დიაგრამებში გამოსახეთ.

8. გააკეთეთ დასკვნა ნამუშევარზე.

მეთოდოლოგიური ინსტრუქციები

ნივთიერების გადასვლას თხევადი მდგომარეობიდან აირისებრ მდგომარეობაში ეწოდება აორთქლება, საპირისპირო გადასვლას კონდენსაცია. სითხის ადუღება არის სითხის შიგნით აორთქლების პროცესი, რომელიც ხდება მკაცრად განსაზღვრულ ტემპერატურაზე t n, ° C, რომელიც განისაზღვრება წნევით. თუ აირისებრი ფაზა არსებობს იმავე ნივთიერების თხევად ფაზასთან, მაშინ მას ორთქლი ეწოდება. სისტემის აირისებრი ფაზა არის მშრალი გაჯერებული ორთქლი, ხოლო თხევადი ფაზა არის სითხე, რომელიც ინარჩუნებს აორთქლების დასაწყისის შესაბამის მდგომარეობას.

აორთქლებისას იზობარულ-იზოთერმული პროცესის მიხედვით, თერმოდინამიკის პირველი კანონის მიხედვით, ფაზური ტრანსფორმაციის სპეციფიკური სითბო (აორთქლების სპეციფიკური სითბო) r, J/kg,

r \u003d u "- u" + p (v "-v"), (1)

r = i" - i" , (2)

სად შენ", მე", ვ" - შესაბამისად, შიდა ენერგია, ენთალპია, ჯ/კგ და მშრალი გაჯერებული ორთქლის სპეციფიკური მოცულობა, მ 3/კგ;

u", i", v" - შესაბამისად, შიდა ენერგია, ენთალპია, J / კგ და სითხის სპეციფიკური მოცულობა გაჯერების მდგომარეობაში, m 3 / კგ.

წნევა p, Pa, არ აღინიშნება სპეციალური მაჩვენებლებით, რადგან ის არ იცვლება მთელი ფაზის გადასვლისას და უდრის გაჯერების წნევას.

ამრიგად, აორთქლების სპეციფიკური სითბო მოიცავს ნივთიერების შიდა ენერგიის ცვლილებას და მოცულობის ცვლილების მუშაობას ფაზური გადასვლის დროს.

აორთქლების სპეციფიკური სითბო ფუნქციურად დაკავშირებულია მდგომარეობის პარამეტრებთან. პრაქტიკაში გამოყენებული ნივთიერებების უმრავლესობისთვის, სითხისა და ორთქლის თვისებები გაჯერების ხაზზე განისაზღვრება და ჩამოთვლილია. ეს ცხრილები იძლევა p და t მნიშვნელობებს გაჯერების ხაზზე და შესაბამის მნიშვნელობებს v", v", i", i", r, s", s". სითხის შიდა ენერგია გაჯერების ხაზზე u", J / კგ და მშრალი გაჯერებული ორთქლი u", J / კგ, განისაზღვრება შესაბამისად განტოლებით

u"=i"-pv"(3)

u"=i"-pv" (4)

ექსპერიმენტული დაყენება

Სურათი. ექსპერიმენტული დაყენების სქემა

ექსპერიმენტული კონფიგურაცია (ფიგურა) შედგება Dewar ჭურჭლისგან 1 ელექტრო გამაცხელებლით 2, რომელშიც შეედინება გამოხდილი წყლის ნაწილი კონტეინერიდან 3, რეგულირდება სარქველით 4. მიღებული ორთქლი კონდენსატორში 5, რომლის მეშვეობითაც ონკანის წყალი გადის, იქცევა სითხეში. წყლის ნაკადს არეგულირებს სარქველი 7 საკონტროლო ნათურის მიხედვით 8. მიღებული კონდენსატი გროვდება საზომ ცილინდრში 9. მართვის პანელზე არის: გადამრთველი „NETWORK“ 10, ვოლტმეტრი 11, ამპერმეტრი 12, რეჟიმის შეცვლა 13; 6 - მინის ძაბრი.

ექსპერიმენტული ტექნიკა

1. ჩართეთ მოწყობილობა 10-ის გადამრთველის „1“-ზე გადასვლით.

2. შეამოწმეთ Dewar-ის ჭურჭლის 1-ის შევსება რეჟიმის გადამრთველი 13 დაყენებით „FILLING“ პოზიციაზე. თუ ამავდროულად ანათებს მწვანე სიგნალის ნათურა „გემი სავსეა“, შეგიძლიათ დაიწყოთ ექსპერიმენტი. წინააღმდეგ შემთხვევაში ჭურჭელი ივსება გამოხდილი წყლით, რისთვისაც იხსნება სარქველი 4. მას შემდეგ რაც მწვანე სასიგნალო ნათურა აანთებს, ჭურჭელი მჭიდროდ დახურეთ.

3. გადაიტანეთ გადამრთველი 13 „HEATING“ პოზიციაზე.

4. ავტოტრანსფორმატორი 14-ის ღილაკის შემობრუნება, დააყენეთ მასწავლებლის მიერ დაყენებული გამათბობელზე U, V (და დენის სიძლიერე I, A) ძაბვის მნიშვნელობა.

5. მიაწოდეთ გამაგრილებელი წყალი კონდენსატორს 5 სარქვლის გახსნით 7 და დაარეგულირეთ წყლის ნაკადი საკონტროლო ნათურის მიხედვით 8.

6. როდესაც დამყარდება დევარის ჭურჭელში წყლის დუღილის სტაციონარული რეჟიმი (15-20 სმ კონდენსატი დაგროვდება საზომ ცილინდრში 9), გააკეთეთ კონდენსატის საკონტროლო კოლექცია მასწავლებლის მიერ მითითებული რაოდენობით (V, m 3). საკონტროლო შეგროვების ხანგრძლივობა t, s, განისაზღვრება წამზომით.

7. ბარომეტრით განსაზღვრეთ ატმოსფერული წნევა P a, mm Hg.

8. შეიტანეთ გაზომვის მონაცემები დაკვირვების ცხრილში და მოაწერეთ ხელი მასწავლებელს.

9. ჩართეთ დანადგარი გადამრთველი „0“-ის შემობრუნებით, დახურეთ სარქველი 7, დაატრიალეთ ავტოტრანსფორმატორის სახელური საათის ისრის საწინააღმდეგოდ, სანამ არ გაჩერდება, გადაწურეთ კონდენსატი კონტეინერში 3.

ცხრილი 1

საზომი ნომერი			მმ. რტ. Ხელოვნება.

ექსპერიმენტული მონაცემების დამუშავება

1. გამოთვალეთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც დახარჯულია 1 კგ წყლის აორთქლებაზე r op, J / კგ:

r op = (W - Q)  / (Vr),

სადაც W = UI - გამათბობელი სიმძლავრე, W;

Q = 0.04W - სითბოს დანაკარგები, W;

r არის კონდენსატის სიმკვრივე, კგ / მ 3. ჩვენ ვიღებთ r \u003d 1000 კგ / მ 3.

2. თუ ვივარაუდებთ, რომ წყალი ადუღდება ატმოსფერულ წნევაზე, განვსაზღვროთ წყლის პარამეტრების ტაბულური მნიშვნელობებიდან გაჯერების ხაზზე და მშრალი გაჯერებული ორთქლი, რომლებიც შეყვანილია ცხრილში 2.

ცხრილი 2

	i", კჯ/კგ	S", კჯ/(კგკ)		i", კჯ/კგ	S", J/(კგK)

3. გამოთვალეთ წყლის შიდა ენერგიის მნიშვნელობები გაჯერების ხაზზე u" და მშრალი გაჯერებული ორთქლის u", კჯ/კგ ფორმულების გამოყენებით (3) და (4).

4. გამოთვალეთ აორთქლების სპეციფიკური სითბოს აღმოჩენილი მნიშვნელობის ცდომილება, %, კჯ/კგ, ცხრილის r, კჯ/კგ-თან მიმართებაში, ფორმულის მიხედვით:

D \u003d (r op - r) 100 / r.

5. გრაფიკულად წარმოადგინეთ დევარის ჭურჭელში მიმდინარე პროცესები P-v და T-s-დიაგრამებში.

6. გააკეთეთ დასკვნა ნამუშევარზე.

კითხვები თვითგანათლებისთვის

1. სითხის აორთქლება; სითხის დუღილისა და აორთქლების პროცესების არსი.

2. სითხის გადახურების ორთქლზე გადაყვანის იზობარული პროცესი P-v და T-s დიაგრამებში.

3. სასაზღვრო მრუდები სიმშრალის ხარისხით x = 0 და x = 1, ნივთიერების კრიტიკული მდგომარეობა

4. ცნებები: სითხე გაჯერების ხაზზე, სველი გაჯერებული ორთქლი, მშრალი გაჯერებული ორთქლი, ზედმეტად გახურებული ორთქლი.

5. სითხის აორთქლების სპეციფიკური სითბო.

6. სიმშრალის ხარისხი, ორთქლის ტენიანობის ხარისხი.

7. წყლისა და წყლის ორთქლის თერმოფიზიკური თვისებების ცხრილები, მათი მნიშვნელობა.

8. სველი ორთქლის პარამეტრების განსაზღვრა.

9. წყლის ორთქლის i-s-დიაგრამა, მისი დანიშნულება.

10. ორთქლის თერმოდინამიკური პროცესები P-v, T-s, i-s-დიაგრამებში.

ლიტერატურა

1. სითბოს ინჟინერია / ედ. A.P. Baskakova.- M.: Energoizdat, 1991.- 224 გვ.

2. ნაშჩოკინი ვ.ვ. ტექნიკური თერმოდინამიკა და სითბოს გადაცემა - M .:: უმაღლესი სკოლა, 1980. - 496 გვ.

3. იუდაევი ბ.ნ. ტექნიკური თერმოდინამიკა. სითბოს გადაცემა - M .: უმაღლესი სკოლა, 1998. - 480 გვ.

4. რივკინ ს.ლ., ალექსანდროვი ა.ა. წყლისა და ორთქლის თერმოფიზიკური თვისებების ცხრილები.- მ.: ენერგია, 1980.- 408 გვ.

სამუშაოში გამოყენებული ინსტრუმენტები და აქსესუარები:

2. ორთქლის ხაზი (რეზინის მილი).

3. კალორიმეტრი.

4. ელექტრო ღუმელი.

5. თერმომეტრი.

6. ტექნიკური სასწორი წონით.

7. ჭიქა.

მიზანი:

ექსპერიმენტულად ისწავლოს წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბოს განსაზღვრა.

I. თეორიული შესავალი.

ენერგიის გაცვლის პროცესში, მატერიასა და გარემოს შორის, შესაძლებელია მატერიის გადასვლა აგრეგაციის ერთი მდგომარეობიდან მეორეში (ერთი ფაზის მდგომარეობიდან მეორეში).

ნივთიერების გადასვლას თხევადი მდგომარეობიდან აირისებრ მდგომარეობაში ეწოდება აორთქლება.

აორთქლება ხდება აორთქლებისა და დუღილის სახით.

აორთქლება, რომელიც ხდება მხოლოდ სითხის თავისუფალი ზედაპირიდან, ეწოდება აორთქლება .

აორთქლება ხდება სითხის ნებისმიერ ტემპერატურაზე, მაგრამ ტემპერატურის მატებასთან ერთად სითხის აორთქლების სიჩქარე იზრდება.

აორთქლებადი სითხე შეიძლება გაცივდეს, თუ მას გარედან ინტენსიურად არ მიეწოდება სითბო, ან შეიძლება გაცხელდეს, სითბო მიეწოდება გარედან ინტენსიურად.

აორთქლება, რომელიც ხდება სითხის მთელ მოცულობაში და მუდმივ ტემპერატურაზე, ეწოდება მდუღარე.

დუღილის წერტილი დამოკიდებულია გარე წნევაზე სითხის ზედაპირზე.

ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს სითხის დუღილის წერტილი ეწოდება დუღილის წერტილი ამ სითხეს.

აორთქლების დროს ნივთიერების შინაგანი ენერგია იზრდება, ამიტომ სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის მას სითბო უნდა მიეწოდოს სითბოს გადაცემის პროცესში.

სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის მუდმივ ტემპერატურაზე ეწოდება აორთქლების სითბო.

მნიშვნელობა პირდაპირპროპორციულია ორთქლად ქცეული სითხის მასისა:

მნიშვნელობა g, რომელიც ახასიათებს აორთქლების სითბოს დამოკიდებულებას ნივთიერების ტიპზე და გარე პირობებზე, ე.წ. აორთქლების სპეციფიკური სითბო . აორთქლების სპეციფიკური სითბო იზომება სითბოს რაოდენობით, რომელიც საჭიროა სითხის ერთეული მასის ორთქლად გადაქცევისთვის მუდმივ ტემპერატურაზე:

SI-ში, აორთქლების სპეციფიკური სითბო იზომება.

მნიშვნელობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, რომლის დროსაც ხდება აორთქლება. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად, აორთქლების სპეციფიკური სითბო მცირდება. გრაფიკი (ნახ. 1) გვიჩვენებს წყალზე დამოკიდებულებას.

ამ ნაშრომში, წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო განისაზღვრება დუღილის პროცესის გამოყენებით, წყლის ორთქლის კონდენსაციისთვის სითბოს ბალანსის განტოლების გამოყენებით. ამისათვის აიღეთ კალორიმეტრი (K) (იხ. ნახაზი 2), რომელშიც არის წყალი ტემპერატურაზე, წყლის ორთქლი, რომელსაც აქვს დუღილის წერტილი, კოლბიდან ორთქლის ხაზის P-ით შეჰყავთ ცივ წყალში. კალორიმეტრი, სადაც კონდენსირდება.

გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ორთქლის მილსადენის ამოღება და კალორიმეტრში დადგენილი ტემპერატურის გაზომვა და კალორიმეტრში შეყვანილი ორთქლის მასის დადგენა.

შემდეგ შედგენილია სითბოს ბალანსის განტოლება.

როდესაც ორთქლი კონდენსირდება, სითბო გამოიყოფა.

სად არის კონდენსაციის სპეციფიკური სითბო (ეს არის ასევე აორთქლების სპეციფიკური სითბო). შედედებული ორთქლი ტემპერატურაზე იქცევა წყალში, რომელიც შემდეგ ცივდება ტემპერატურამდე და გამოყოფს სითბოს.

(4)

ორთქლის კონდენსაციისა და ცხელი წყლის გაგრილების დროს გამოთავისუფლებულ სითბოს იღებს კალორიმეტრი და მასში არსებული წყალი. ამის გამო ისინი თბება ტემპერატურიდან ტემპერატურამდე . კალორიმეტრით მიღებული სითბო და ცივი წყალი მასში გამოითვლება ფორმულით:

სითბოს ბალანსის განტოლება შედგენილია სითბოს გადაცემის დროს ენერგიის შენარჩუნების კანონის შესაბამისად.

სითბოს გაცვლის დროს, ყველა სხეულის მიერ მიცემული სითბოს ჯამი, რომელშიც შინაგანი ენერგია მცირდება, უდრის ყველა სხეულის მიერ მიღებული სითბოს რაოდენობას, რომელშიც შინაგანი ენერგია იზრდება:

(6)

ჩვენს შემთხვევაში, სითბოს გაცვლისთვის, რომელიც მოხდა კალორიმეტრში, ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ არ არის სითბოს დაკარგვა გარემოსთვის. მაშასადამე, განტოლება (6) შეიძლება დაიწეროს როგორც: ან

ამ განტოლებიდან ვიღებთ სამუშაო ფორმულას ღირებულების გამოსათვლელად ექსპერიმენტის შედეგების საფუძველზე:

2. სამუშაოს პროგრესი.

1. შეადგინეთ ცხრილი, რომელშიც აღწერილობის ბოლოს მოცემული ფორმით შეიტანება გაზომვების და გამოთვლების შედეგები.

2. აწონეთ კალორიმეტრის შიდა ჭურჭელი, შეიყვანეთ მიღებული მნიშვნელობა ცხრილში.

3. ჭიქით გავზომოთ 150 200 მლ ცივი წყალი, ჩავასხათ კალორიმეტრში და გავზომოთ კალორიმეტრის შიდა ჭურჭლის მასა წყლით (მ 2). იპოვეთ წყლის მასა:

m in \u003d m 2 - m to

ჩაწერეთ ცივი წყლის მასა ცხრილში.

4. გაზომეთ კალორიმეტრის საწყისი ტემპერატურა და მასში არსებული წყალი ღირებულება, ჩაწერეთ ცხრილში.

5. ჩაყარეთ ორთქლის მილის წვერი კალორიმეტრის წყალში და გაუშვით ორთქლი სანამ წყლის ტემპერატურა არ მოიმატებს 30°K - 35°K (q-ტემპერატურა სითბოს გაცვლის შემდეგ).

6. აწონეთ კალორიმეტრის შიდა ჭიქა და განსაზღვრეთ შედედებული ორთქლის მასა. ჩაწერეთ შედეგი ცხრილში. ()

7. წყლის სპეციფიკური სითბური სიმძლავრეების და კალორიმეტრის ნივთიერების (ალუმინი) და წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობები მოცემულია გაზომვისა და გამოთვლის შედეგების ცხრილში.

8. ფორმულით (7) გამოთვალეთ წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო.

9. გამოთვალეთ მიღებული შედეგის აბსოლუტური და ფარდობითი ცდომილება ცხრილის შედეგთან მიმართებაში ფორმულების გამოყენებით:

;

10. გააკეთეთ დასკვნა შესრულებული სამუშაოსა და წყლის აორთქლების სპეციფიკური სიცხის შედეგის შესახებ.

გაზომვისა და გამოთვლის შედეგების ცხრილი

მოხარშული სუპის ტემპერატურა იცი როგორია? 100 ˚С. Არც მეტი არც ნაკლები. იმავე ტემპერატურაზე ქვაბი ადუღდება და მაკარონი იხარშება. Რას ნიშნავს?

რატომ არ ადის შიგნით წყლის ტემპერატურა ას გრადუსზე მაღლა, როცა ქვაბი ან ქვაბი გამუდმებით თბება დამწვარი გაზით? ფაქტია, რომ როდესაც წყალი ას გრადუსამდე ტემპერატურას მიაღწევს, მთელი შემომავალი თერმული ენერგია იხარჯება წყლის აირისებრ მდგომარეობაში გადასვლაზე, ანუ აორთქლებაზე. ას გრადუსამდე აორთქლება ძირითადად ზედაპირიდან ხდება და როცა ამ ტემპერატურას მიაღწევს წყალი დუღს. ადუღება ასევე აორთქლებაა, მაგრამ მხოლოდ სითხის მთელ მოცულობაზე. ცხელი ორთქლის ბუშტები წარმოიქმნება წყალში და, რადგან წყალზე მსუბუქია, ეს ბუშტები ზედაპირზე იშლება და მათგან ორთქლი ჰაერში გამოდის.

ას გრადუსამდე წყლის ტემპერატურა გაცხელებისას იმატებს. ასი გრადუსის შემდეგ, შემდგომი გაცხელებით, წყლის ორთქლის ტემპერატურა გაიზრდება. მაგრამ სანამ მთელი წყალი ას გრადუსზე არ ადუღდება, მისი ტემპერატურა არ მოიმატებს, რამდენი ენერგიაც არ უნდა გამოიყენო. ჩვენ უკვე გავარკვიეთ, სად მიდის ეს ენერგია - წყლის აირის მდგომარეობაში გადასვლამდე. მაგრამ თუ ასეთი ფენომენი არსებობს, მაშინ უნდა იყოს ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც აღწერს ამ მოვლენას.და ასეთი ღირებულება არსებობს. მას უწოდებენ აორთქლების სპეციფიკურ სითბოს.

წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო

აორთქლების სპეციფიკური სითბო არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც მიუთითებს სითბოს რაოდენობაზე, რომელიც საჭიროა 1 კგ სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის დუღილის წერტილში. აორთქლების სპეციფიკური სითბო აღინიშნება ასო L. ხოლო საზომი ერთეული არის ჯოული კილოგრამზე (1 ჯ/კგ).

აორთქლების სპეციფიკური სითბო შეგიძლიათ იხილოთ ფორმულიდან:

სადაც Q არის სითბოს რაოდენობა,
მ - სხეულის წონა.

სხვათა შორის, ფორმულა იგივეა, რაც შერწყმის სპეციფიკური სითბოს გაანგარიშებისთვის, განსხვავება მხოლოდ აღნიშვნაშია. λ და ლ

ემპირიულად, ნაპოვნია სხვადასხვა ნივთიერების აორთქლების სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობები და შედგენილია ცხრილები, საიდანაც შეგიძლიათ იპოვოთ მონაცემები თითოეული ნივთიერებისთვის. ამრიგად, წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო არის 2.3*106 ჯ/კგ. ეს ნიშნავს, რომ ყოველ კილოგრამ წყალზე უნდა დაიხარჯოს ენერგიის რაოდენობა, რომელიც უდრის 2,3 * 106 ჯ-ს, რათა ის ორთქლად იქცეს. მაგრამ ამავდროულად, წყალს უკვე უნდა ჰქონდეს დუღილის წერტილი. თუ წყალი თავდაპირველად უფრო დაბალ ტემპერატურაზე იყო, მაშინ აუცილებელია გამოვთვალოთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭირო იქნება წყლის ას გრადუსამდე გასათბობად.

რეალურ პირობებში ხშირად საჭიროა სითბოს საჭირო რაოდენობის განსაზღვრა სითხის გარკვეული მასის ორთქლად გადაქცევა,ამიტომ, უფრო ხშირად უნდა გაუმკლავდეთ ფორმის ფორმულას: Q \u003d Lm, ხოლო კონკრეტული ნივთიერების აორთქლების სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობები აღებულია მზა ცხრილებიდან.