QAYNASH VA KOndensatsiya davrida issiqlik o'tkazish
QAYNATISH ISIQLIKNI UZATISH
Qaynatish to'yingan haroratda yoki to'yinganlik haroratiga nisbatan biroz qizib ketgan suyuqlikning butun hajmida bug' pufakchalari paydo bo'lishi bilan sodir bo'ladigan kuchli bug'lanish jarayoni deyiladi. Fazali transformatsiya jarayonida bug'lanish issiqligi so'riladi. Qaynatish jarayoni odatda qaynayotgan suyuqlikni issiqlik bilan ta'minlash bilan bog'liq.
Suyuqlikni qaynatish usullari.
Issiqlik tashqi tomondan beriladigan qattiq issiqlik almashinuvi yuzasida suyuqliklarning qaynashini va suyuqlik hajmida qaynashini farqlang.
Qattiq sirtda qaynayotganda, bu sirtning ba'zi joylarida bug 'fazasining hosil bo'lishi kuzatiladi. Volumetrik qaynash vaqtida bug 'fazasi o'z-o'zidan (o'z-o'zidan) to'g'ridan-to'g'ri suyuqlikning asosiy qismida alohida bug' pufakchalari shaklida paydo bo'ladi. Ommaviy qaynash faqat suyuqlik fazasining qizib ketishi qattiq sirtda qaynashdan ko'ra ma'lum bir bosimdagi to'yinganlik haroratiga nisbatan kattaroq bo'lganda sodir bo'lishi mumkin. Muhim haddan tashqari qizib ketish, masalan, tizimdagi bosimni tezda pasaytirish orqali olinishi mumkin. Ommaviy qaynatish suyuqlikda ichki issiqlik manbalari mavjud bo'lganda sodir bo'lishi mumkin.
Zamonaviy energetika va texnologiyada odatda qattiq isitish yuzalarida (quvur sirtlari, kanal devorlari va boshqalar) qaynash jarayonlari uchraydi. Ushbu turdagi qaynatish asosan quyida muhokama qilinadi.
Yadroli qaynash paytida issiqlik uzatish mexanizmi bir fazali suyuqlikni konvektsiyalash paytida issiqlik uzatish mexanizmidan chegara qatlamidan bug 'pufakchalari orqali materiya va issiqlik massasini qaynash hajmiga qo'shimcha ravishda o'tkazish mavjudligi bilan farq qiladi. suyuqlik. Bu bir fazali suyuqlikning konvektsiyasiga nisbatan qaynash vaqtida issiqlik uzatishning yuqori intensivligiga olib keladi.
Qaynatish jarayoni sodir bo'lishi uchun ikkita shart bajarilishi kerak: suyuqlikning to'yinganlik haroratiga nisbatan haddan tashqari qizib ketishi va bug'lanish markazlarining mavjudligi.
Suyuqlikning haddan tashqari qizishi to'g'ridan-to'g'ri isitiladigan issiqlik almashinuvi yuzasida maksimal qiymatga ega. Shuningdek, u devor nosimmetrikliklar, havo pufakchalari, chang zarralari va boshqalar shaklida bug'lanish markazlarini o'z ichiga oladi. Shuning uchun bug 'pufakchalarining shakllanishi bevosita issiqlik almashinuvi yuzasida sodir bo'ladi.
3.1-rasm - cheksiz hajmdagi suyuqlik qaynash rejimlari: a) - qabariq; b) - o'tish davri; c) - kino
Shaklda. 3.1. suyuqlikni cheksiz hajmda qaynatish rejimlarini sxematik tarzda ko'rsatadi. Da qabariq rejimi qaynash (3.1-rasm, a) isitish sirtining harorati oshishi bilan tc va harorat farqiga ko'ra, bug'lanishning faol markazlari soni o'sib boradi, qaynash jarayoni tobora kuchayib boradi. Bug 'pufakchalari vaqti-vaqti bilan sirtdan ajralib chiqadi va erkin yuzaga suzib, hajmi o'sishda davom etadi.
Harorat farqining oshishi bilan D t isitish yuzasidan qaynoq suyuqlikka chiqariladigan issiqlik oqimi sezilarli darajada oshadi. Bu issiqlikning barchasi oxir-oqibat bug' hosil bo'lishiga sarflanadi. Shuning uchun qaynatish uchun issiqlik balansi tenglamasi quyidagi shaklga ega:
qayerda Q- issiqlik oqimi, Vt; r- suyuqlik fazasi o'tish issiqligi, J/kg; G p- suyuqlikning qaynashi natijasida vaqt birligida hosil bo'ladigan va uning erkin yuzasidan chiqarilgan bug' miqdori, kg/s.
issiqlik oqimi Q harorat farqi ortishi bilan D t cheksiz o'smaydi. Ba'zi qiymat uchun D t u maksimal qiymatiga etadi (3.2-rasm), va D ning yanada ortishi bilan t kamayishni boshlaydi.
3.2-rasm - Issiqlik oqimining zichligiga bog'liqligi q
harorat farqidan D t atmosfera bosimida katta hajmdagi suvni qaynatishda: 1- to'yingan haroratgacha qizdirish; 2 - qabariq rejimi; 3 - o'tish rejimi; 4 - kino rejimi.
1 2 3 va 4-chi uchastkalarni bering
Pufakchaning qaynashi 2-bo'limda (3.2-rasm) nuqtada maksimal issiqlikni olib tashlashga erishilguncha sodir bo'ladi. q kr1 , chaqirildi birinchi kritik issiqlik oqimi zichligi. Atmosfera bosimidagi suv uchun birinchi muhim issiqlik oqimi zichligi ≈ Vt / m 2; harorat farqi Vt / m 2 ning mos keladigan kritik qiymati. (Bu qiymatlar suvning katta hajmdagi erkin harakatda qaynash shartlarini bildiradi. Boshqa sharoitlar va boshqa suyuqliklar uchun qiymatlar boshqacha).
Kattaroq D uchun t keladi o'tish rejimi qaynatish (3.1-rasm, b). Bu isitish yuzasida ham, uning yonida ham pufakchalar doimiy ravishda bir-biri bilan birlashishi va katta bug 'bo'shliqlari hosil bo'lishi bilan tavsiflanadi. Shu sababli, suyuqlikning sirtga kirishi asta-sekin qiyinlashadi. Sirtdagi ba'zi joylarda "quruq" dog'lar paydo bo'ladi; sirt harorati oshishi bilan ularning soni va hajmi doimiy ravishda o'sib boradi. Bunday bo'limlar, go'yo issiqlik almashinuvidan chiqarib tashlangan, chunki issiqlikni to'g'ridan-to'g'ri bug'ga olib tashlash kamroq intensiv ravishda sodir bo'ladi. Bu issiqlik oqimining keskin pasayishini (3.2-rasmdagi 3-qism) va o'tish davri qaynash rejimi hududida issiqlik uzatish koeffitsientini aniqlaydi.
Nihoyat, ma'lum bir harorat farqida, butun isitish yuzasi doimiy bug 'plyonkasi bilan qoplanadi, bu suyuqlikni sirtdan uzoqlashtiradi. Bundan buyon bor kino rejimi qaynatish (3.1-rasm, ichida). Bunday holda, issiqlikni isitish yuzasidan suyuqlikka o'tkazish konvektiv issiqlik uzatish va bug 'plyonkasi orqali radiatsiya orqali amalga oshiriladi. Plyonkani qaynatish rejimida issiqlik uzatish intensivligi ancha past (3.2-rasmdagi 4-bo'lim). Bug 'plyonkasi pulsatsiyalarni boshdan kechiradi; bug ', vaqti-vaqti bilan unda to'planib, katta pufakchalar shaklida parchalanadi. Plyonka qaynashi boshlanganda, sirtdan chiqarilgan issiqlik yuki va shunga mos ravishda hosil bo'lgan bug 'miqdori minimaldir. Bu rasmga mos keladi. 3,2 ball q kr2 , chaqirildi ikkinchi kritik issiqlik oqimi zichligi. Suv uchun atmosfera bosimida plyonka qaynashining boshlanish momenti ≈150 °C harorat farqi, ya'ni sirt harorati bilan tavsiflanadi. tc taxminan 250 ° S ni tashkil qiladi. Harorat farqi oshishi bilan issiqlikning ortib borayotgan qismi radiatsiya orqali issiqlik almashinuvi tufayli uzatiladi.
Uchala qaynash rejimini teskari tartibda kuzatish mumkin, agar, masalan, qizg'ish-issiq massiv metall mahsuloti söndürme uchun suvga tushirilsa. Suv qaynaydi, dastlab tananing sovishi nisbatan sekin davom etadi (plyonka qaynashi), keyin sovutish tezligi tez oshadi (o'tish rejimi), suv vaqti-vaqti bilan sirtni namlashni boshlaydi va sirt haroratining eng yuqori pasayishiga erishiladi. sovutishning oxirgi bosqichi (qabariqli qaynatish). Ushbu misolda qaynash vaqt o'tishi bilan statsionar bo'lmagan sharoitda davom etadi.
Shaklda. 3.3 suvda elektr bilan isitiladigan simda qabariq va plyonka qaynash rejimlarining vizualizatsiyasini ko'rsatadi.
guruch. 3.3 Elektr qizdirilgan simda qabariq va plyonka qaynash rejimlarini vizuallashtirish: a) - qabariq va b) - plyonkani qaynatish rejimi.
Amalda, er yuzasiga qattiq issiqlik oqimi berilganda ham sharoitlar tez-tez uchraydi, ya'ni. q= const. Bu, masalan, termal elektr isitgichlar, yadroviy reaktorlarning yonilg'i elementlari va taxminan, juda yuqori haroratli manbalardan radiatsion sirtni isitish uchun odatiy holdir. Sharoitlarda q= doimiy sirt harorati tc va shunga mos ravishda harorat farqi D t suyuqlikning qaynash holatiga bog'liq. Ma'lum bo'lishicha, bunday issiqlik ta'minoti sharoitida vaqtinchalik rejim statsionar bo'lishi mumkin emas. Natijada, qaynash jarayoni bir qator muhim xususiyatlarga ega bo'ladi. Issiqlik yukining asta-sekin o'sishi bilan q harorat farqi D t shakldagi qabariq qaynash chizig'iga mos ravishda ortadi. 3.2 va jarayon yuqorida tavsiflangan tarzda rivojlanadi. Ta'minlangan issiqlik oqimining zichligi birinchi kritik issiqlik oqimi zichligiga mos keladigan qiymatga yetganda yangi sharoitlar paydo bo'ladi. q cr1. Endi, qiymatning har qanday engil (hatto tasodifiy) oshishi uchun q sirtga berilgan issiqlik miqdori va bu maksimal issiqlik yuki o'rtasida ortiqcha bor q kr1 , uni qaynab turgan suyuqlikka yo'naltirish mumkin. Bu ortiqcha ( q-q kp1) sirt haroratining oshishiga olib keladi, ya'ni devor materialining statsionar bo'lmagan isishi boshlanadi. Jarayonning rivojlanishi inqiroz xarakteriga ega bo'ladi. Bir soniya ichida isitish yuzasi materialining harorati yuzlab darajaga ko'tariladi va agar devor etarlicha refrakter bo'lsa, inqiroz juda yuqori sirt haroratida plyonka qaynash hududiga mos keladigan yangi statsionar holat bilan muvaffaqiyatli tugaydi. . Shaklda. 3.2, yadrodan plyonka qaynashiga inqirozli o'tish shartli ravishda bir xil issiqlik yukida yadroli qaynash egri chizig'idan plyonka qaynash chizig'iga "sakrash" sifatida o'q bilan ko'rsatilgan. q cr1. Biroq, bu odatda isitish sirtining erishi va yo'q qilinishi (uning yonishi) bilan birga keladi.
Ikkinchi xususiyat shundaki, agar inqiroz yuzaga kelgan bo'lsa va plyonkaning qaynash rejimi o'rnatilgan bo'lsa (sirt yiqilmagan bo'lsa), u holda termal yukning pasayishi bilan plyonkaning qaynashi davom etadi, ya'ni endi teskari jarayon bo'ylab sodir bo'ladi. kino qaynash chizig'i (3.2-rasm). Faqat yetib borganda q kr2, suyuqlik vaqti-vaqti bilan alohida nuqtalarda isitish yuzasiga (ho'l) etib borishni boshlaydi. Issiqlikni olib tashlash ko'payadi va issiqlik kiritishidan oshadi, buning natijasida sirtning tez sovishi sodir bo'ladi, bu ham inqiroz xarakteriga ega. Rejimlarning tez o'zgarishi mavjud va statsionar yadroli qaynash o'rnatiladi. Ushbu teskari o'tish (ikkinchi inqiroz) shakl. 3.2 ham an'anaviy ravishda plyonkaning qaynash egri chizig'idan yadroli qaynash chizig'iga "sakrash" sifatida o'q bilan ko'rsatilgan. q = q cr2.
Shunday qilib, issiqlik oqimi zichligining belgilangan qiymati sharoitida q isitish yuzasiga etkazib beriladigan, ikkala qabariqdan plyonkaga o'tish va aksincha, inqiroz xarakteriga ega. Ular kritik issiqlik oqimi zichligida paydo bo'ladi q kr1 va q mos ravishda cr2. Bunday sharoitda qaynashning o'tish rejimi statsionar bo'lolmaydi, u beqaror.
Amalda, turli shakldagi quvurlar yoki kanallar ichida harakatlanadigan suyuqlik qaynayotganda issiqlikni yo'qotish usullari keng qo'llaniladi. Shunday qilib, bug 'hosil qilish jarayonlari qozon quvurlari ichida harakatlanadigan suvning qaynashi tufayli amalga oshiriladi. Quvurlar yuzasiga issiqlik radiatsiya va konvektiv issiqlik almashinuvi tufayli yoqilg'ining yonishining issiq mahsulotlaridan beriladi.
Quvurning (kanalning) cheklangan hajmida harakatlanadigan suyuqlikning qaynash jarayoni uchun yuqorida tavsiflangan shartlar o'z kuchini saqlab qoladi, lekin bu bilan birga bir qator yangi xususiyatlar paydo bo'ladi.
vertikal quvur. Quvur yoki kanal cheklangan tizim bo'lib, unda qaynayotgan suyuqlik harakati paytida bug 'fazasining doimiy o'sishi va suyuqlik fazasining pasayishi sodir bo'ladi. Shunga ko'ra, oqimning gidrodinamik tuzilishi quvurning uzunligi bo'ylab ham, kesimi bo'ylab ham o'zgaradi. Shunga ko'ra, issiqlik uzatish ham o'zgaradi.
Oqim pastdan yuqoriga harakat qilganda vertikal trubaning uzunligi bo'ylab suyuqlik oqimining tuzilishi turlicha bo'lgan uchta asosiy maydon mavjud (3.4-rasm): I- isitish maydoni (iqtisodchi qismi, quvur qismiga qadar, qaerda T c \u003d T n); II- qaynash joyi (bug'lanish bo'limi, qaerdan T c \u003d T n, men f<i n, bo'limga, qaerda T c \u003d T n, men sm→i n); III- nam bug'ni quritish maydoni.
Bug'lanish bo'limi to'yingan suyuqlikning sirt qaynayotgan joylarini o'z ichiga oladi.
Shaklda. 3.4 sxematik tarzda bunday oqimning tuzilishi ko'rsatilgan. 1-bo'lim bir fazali suyuqlikning to'yinganlik haroratiga (iqtisodchi bo'limi) qizdirilishiga to'g'ri keladi. 2-bo'limda sirt yadrolarining qaynashi sodir bo'ladi, bunda issiqlik uzatish 2-bo'limga nisbatan kuchayadi.3-bo'limda ikki fazali oqim suyuqlikdan va unda bir tekis taqsimlangan nisbatan kichik pufakchalardan iborat bo'lgan emulsiya rejimi sodir bo'ladi. keyinchalik birlashtirilib, katta pufakchalar hosil qiladi - trubaning diametriga mos keladigan tiqinlar. Plug rejimida (4-bo'lim) bug 'suyuq-suyuq emulsiya qatlamlari bilan ajratilgan alohida katta pufakchalar shaklida harakatlanadi. Bundan tashqari, 5-bo'limda nam bug' oqimning yadrosida doimiy massada va quvur devori yaqinida nozik halqali suyuqlik qatlamida harakat qiladi. Ushbu suyuqlik qatlamining qalinligi asta-sekin kamayadi. Ushbu bo'lim halqali qaynatish rejimiga mos keladi, bu suyuqlik devordan yo'qolganda tugaydi. 6-bo'limda bug'da quritish sodir bo'ladi (bug'ning quruqligi darajasining oshishi). Qaynatish jarayoni tugagach, issiqlik uzatish kamayadi. Kelajakda bug'ning o'ziga xos hajmining ortishi tufayli bug'ning tezligi oshadi, bu esa issiqlik uzatishning biroz oshishiga olib keladi.
3.4-rasm - Vertikal quvur ichida suyuqlik qaynayotganda oqimning tuzilishi
Berilgan aylanma tezligini oshirish q bilan, quvur uzunligi va kirish harorati rivojlangan qaynash joylarining pasayishiga va iqtisodchi bo'limi uzunligining oshishiga olib keladi; ortishi bilan q bilan ma'lum tezlikda, aksincha, rivojlangan qaynashi bo'lgan uchastkalarning uzunligi ortadi va iqtisodchi qismining uzunligi kamayadi.
Gorizontal va eğimli quvurlar. Ikki fazali oqim gorizontal yoki engil moyillik bilan joylashgan quvurlar ichida harakat qilganda, oqimning strukturasini uzunligi bo'ylab o'zgartirishdan tashqari, quvur perimetri bo'ylab strukturada sezilarli o'zgarishlar yuz beradi. Shunday qilib, agar aylanish tezligi va oqimdagi bug 'miqdori kichik bo'lsa, quvurning pastki qismida harakatlanadigan suyuqlik fazasiga ikki fazali oqim va uning yuqori qismida harakatlanadigan bug'ning tabaqalanishi mavjud ( 3.5-rasm, a). Bug 'miqdori va aylanish tezligining yanada oshishi bilan bug' va suyuqlik fazalari orasidagi interfeys to'lqin xarakteriga ega bo'ladi va suyuqlik vaqti-vaqti bilan trubaning yuqori qismini to'lqin tepalari bilan namlaydi. Bug 'miqdori va tezligining yanada oshishi bilan faza chegarasida to'lqin harakati kuchayadi, bu suyuqlikning bug' hududiga qisman chiqishiga olib keladi. Natijada, ikki fazali oqim avval slyuzli oqimga, keyin esa halqali oqimga yaqin oqim xarakterini oladi.
Guruch. 3.5 - Gorizontal quvur ichidagi suyuqlikni qaynatish paytida oqimning tuzilishi.
a– qatlamli qaynash rejimi; b- novda rejimi; 1 - bug '; 2 - suyuqlik.
Halqali rejimda suyuqlikning yupqa qatlamining harakati quvurning butun perimetri bo'ylab o'rnatiladi, bug '-suyuqlik aralashmasi oqimning yadrosida harakatlanadi (3.5-rasm, b). Biroq, bu holatda ham oqim tuzilishida to'liq eksenel simmetriya kuzatilmaydi.
agar quvur devorlarini issiqlik bilan ta'minlash intensivligi etarlicha yuqori bo'lsa, unda qaynash jarayoni quvurdagi oqim suyuqlik bilan to'yinganlik haroratiga to'liq sovutilganda ham sodir bo'lishi mumkin.Bunday jarayon devor haroratida sodir bo'ladi. tc to'yingan haroratdan oshadi t s. suyuqlikning chegara qatlamini to'g'ridan-to'g'ri devorga o'rab oladi. Oqimning sovuq yadrosiga kiradigan bug 'pufakchalari tezda kondensatsiyalanadi. Ushbu turdagi qaynatish deyiladi pastki sovutish bilan qaynatish.
Pufakchali qaynatish rejimida issiqlikni olib tashlash isitish sirtini sovutishning eng ilg'or usullaridan biridir. Texnik qurilmalarda keng qo'llanilishini topadi.
3.1.2. Yadro qaynash vaqtida issiqlik uzatish.
Kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, harorat farqi ortishi bilan D t = tc-t s, shuningdek bosim R isitish yuzasida bug'lanishning faol markazlari soni ortadi. Natijada, ko'payib borayotgan pufakchalar doimiy ravishda paydo bo'ladi, o'sadi va isitish yuzasidan ajralib chiqadi. Natijada suyuqlikning devorga yaqin chegara qatlamining turbulentligi va aralashishi kuchayadi. Isitish yuzasida o'sishi davomida pufakchalar ham chegara qatlamidan issiqlikni intensiv ravishda oladi. Bularning barchasi issiqlik uzatishni yaxshilashga yordam beradi. Umuman olganda, yadrolarning qaynash jarayoni juda xaotik.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, texnik isitish yuzalarida bug'lanish markazlarining soni sirtning materiali, tuzilishi va mikropürüzlülüğü, sirt tarkibining heterojenligi va sirt tomonidan adsorbsiyalangan gaz (havo) mavjudligiga bog'liq. Sezilarli ta'sir turli xil reydlar, oksidli plyonkalar va boshqa har qanday qo'shimchalar tomonidan amalga oshiriladi.
Kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, real sharoitlarda bug'lanish markazlari odatda sirt pürüzlülüğü va mikropürüzlülüğünün individual elementlari (afzal turli xil depressiyalar va chuqurliklar) bo'lib xizmat qiladi.
Odatda, yangi sirtlarda bug'lanish markazlarining soni uzoq vaqt qaynatilgandan keyin bir xil sirtlarga qaraganda ko'proq bo'ladi. Bu, asosan, sirt tomonidan adsorbsiyalangan gazning mavjudligi bilan bog'liq. Vaqt o'tishi bilan gaz asta-sekin chiqariladi, u o'sib borayotgan pufakchalarda bug 'bilan aralashadi va bug' bo'shlig'iga olib boriladi. Qaynatish jarayoni va issiqlik almashinuvi vaqt va intensivlikda barqarorlashadi.
Bug 'pufakchalarining hosil bo'lish shartlariga suyuqlik va bug' orasidagi chegaradagi sirt tarangligi katta ta'sir ko'rsatadi.
Sirt tarangligi tufayli pufak ichidagi bug 'bosimi R n atrofidagi suyuqlik bosimidan yuqori R va. Ularning farqi Laplas tenglamasi bilan aniqlanadi
bu yerda s - sirt tarangligi; R pufakning radiusidir.
Laplas tenglamasi mexanik muvozanat shartini ifodalaydi. Bu shuni ko'rsatadiki, sirt tarangligi, elastik qobiq kabi, pufakdagi bug'ni "siqadi" va qanchalik kuchli bo'lsa, uning radiusi shunchalik kichik bo'ladi. R.
Pufakdagi bug' bosimining uning o'lchamiga bog'liqligi kichik pufakchalarning termal yoki termodinamik muvozanat holatiga o'ziga xos xususiyatlarni yuklaydi. Agar suyuqlik yuzasi pufakdagi bug 'bosimidagi to'yinganlik haroratiga teng haroratga ega bo'lsa, pufakdagi bug' va uning yuzasidagi suyuqlik muvozanatda bo'ladi, t s( R P). Bu harorat suyuqlikdagi tashqi bosimdagi to'yinganlik haroratidan yuqori t s( R va). Shuning uchun termal muvozanatga erishish uchun pufak atrofidagi suyuqlik ma'lum miqdorda qizib ketishi kerak. t s( R P)- t s( R va).
Keyingi xususiyat shundaki, bu muvozanat bo'lib chiqadi beqaror. Agar suyuqlikning harorati muvozanat qiymatidan biroz oshsa, u holda suyuqlikning bir qismi pufakchalarga bug'lanadi va uning radiusi ortadi. Bunday holda, Laplas tenglamasiga ko'ra, pufakdagi bug' bosimi pasayadi. Bu muvozanat holatidan yangi og'ishlarga olib keladi. Pufak cheksiz o'sishni boshlaydi. Shuningdek, suyuqlik haroratining biroz pasayishi bilan bug'ning bir qismi kondensatsiyalanadi, qabariq hajmi kamayadi va undagi bug 'bosimi ortadi. Bu muvozanat shartlaridan boshqa yo'nalishda yana og'ishlarga olib keladi. Natijada, qabariq butunlay kondensatsiyalanadi va yo'qoladi.
Shunday qilib, haddan tashqari qizib ketgan suyuqlikda tasodifiy hosil bo'lgan har qanday mayda pufakchalar emas, balki radiusi yuqorida ko'rib chiqilgan beqaror mexanik va termal muvozanat shartlariga mos keladigan qiymatdan oshadiganlargina o'sishi mumkin. Bu minimal qiymat
bu erda hosila ma'lum moddaning fizik xarakteristikasi bo'lsa, u Klapeyron - Klauzis tenglamasi bilan aniqlanadi.
ya'ni boshqa fizik konstantalar bilan ifodalanadi: fazalar o'tish issiqligi r, bug 'zichligi r p va suyuqliklar r w va mutlaq to'yingan harorat Ts.
Tenglama (3-2) shuni ko'rsatadiki, agar bug 'yadrolari isitish yuzasining ma'lum nuqtalarida paydo bo'lsa, u holda ularning egrilik radiusi qiymatdan oshib ketadiganlarinigina ko'rsatadi. Rmin. Chunki D ortishi bilan t kattalik Rmin kamayadi, (3-2) tenglama tushuntiradi
sirt haroratining oshishi bilan bug'lanish markazlari sonining ko'payishining eksperimental ravishda kuzatilgan haqiqati.
Bosimning oshishi bilan bug'lanish markazlari sonining ko'payishi ham kamayish bilan bog'liq Rmin, chunki bosim oshgani sayin, qiymat p o'sib bormoqda va σ kamayadi. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, atmosfera bosimida qaynayotgan suv uchun D da t= 5°S Rmin= 6,7 mkm va D da t= 25°S Rmin= 1,3 mkm.
Yuqori tezlikda suratga olish yordamida olib borilgan kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, qattiq qaynash rejimida bug' pufakchalarining paydo bo'lish chastotasi sirtning turli nuqtalarida ham, vaqt ichida ham bir xil emas. Bu qaynash jarayoniga murakkab statistik xarakter beradi. Shunga ko'ra, turli xil pufakchalarning o'sish sur'atlari va ajralish o'lchamlari ham ba'zi o'rtacha qiymatlar atrofida tasodifiy og'ishlar bilan tavsiflanadi.
Pufak ma'lum bir o'lchamga etgandan so'ng, u sirtdan ajralib chiqadi. Yirtilish hajmi asosan tortishish kuchi, sirt tarangligi va inertsiyaning o'zaro ta'siri bilan aniqlanadi. Oxirgi qiymat suyuqlikda o'lchamdagi pufakchalarning tez o'sishi tufayli yuzaga keladigan dinamik reaktsiyadir. Odatda, bu kuch pufakchalarning parchalanishiga to'sqinlik qiladi. Bundan tashqari, pufakchalarning rivojlanishi va ajralish tabiati ko'p jihatdan suyuqlikning sirtni namlashi yoki namlashiga bog'liq. Suyuqlikning namlanish qobiliyati devor va suyuqlikning erkin yuzasi o'rtasida hosil bo'lgan aloqa burchagi th bilan tavsiflanadi. th qanchalik katta bo'lsa, suyuqlikning namlash qobiliyati shunchalik yomon bo'ladi. th uchun bu odatda qabul qilinadi<90° (рис. 3.6, a), suyuqlik sirtni ho'llaydi, lekin th >90 ° da u yo'q. Aloqa burchagi qiymati suyuqlikning tabiatiga, materialga, sirtning holatiga va tozaligiga bog'liq. Agar qaynayotgan suyuqlik isitish yuzasini ho'llasa, bug' pufakchalari ingichka oyoqqa ega bo'lib, sirtdan osongina chiqib ketadi (3.7-rasm). a). Agar suyuqlik sirtni nam qilmasa, u holda bug 'pufakchalari keng oyoqqa ega (3.7-rasm, b) va istmus bo'ylab chiqib ketadi, yoki bug'lanish butun sirt bo'ylab sodir bo'ladi.
Qaynatish- bu suyuqlikning sirtidan ham, butun hajmida ham bir vaqtning o'zida sodir bo'ladigan bug'lanish. Bu ko'plab pufakchalar paydo bo'lishi va yorilib, xarakterli qaynoqni keltirib chiqarishidan iborat.
Tajriba shuni ko'rsatadiki, suyuqlikning ma'lum bir tashqi bosimdagi qaynashi qaynash jarayonida o'zgarmaydigan juda aniq haroratda boshlanadi va faqat issiqlik almashinuvi natijasida tashqi tomondan energiya ta'minlanganda sodir bo'lishi mumkin (1-rasm). :
bu erda L - qaynash nuqtasida bug'lanishning o'ziga xos issiqligi.
Qaynatish mexanizmi: suyuqlikda har doim erigan gaz mavjud bo'lib, uning erish darajasi harorat oshishi bilan kamayadi. Bundan tashqari, idishning devorlarida adsorbsiyalangan gaz mavjud. Suyuqlik pastdan qizdirilganda (2-rasm), gaz idish devorlari yaqinida pufakchalar shaklida rivojlana boshlaydi. Suyuqlik bu pufakchalarga bug'lanadi. Shuning uchun ular havoga qo'shimcha ravishda to'yingan bug'ni o'z ichiga oladi, uning bosimi harorat oshishi bilan tez ortadi va pufakchalar hajmi oshadi va shuning uchun ularga ta'sir qiluvchi Arximed kuchlari kuchayadi. Suzuvchi kuch pufakning tortishish kuchidan kattaroq bo'lganda, u suzishni boshlaydi. Ammo suyuqlik bir tekis qizdirilgunga qadar, u ko'tarilganda, qabariq hajmi kamayadi (to'yingan bug 'bosimi haroratning pasayishi bilan kamayadi) va erkin yuzaga kelgunga qadar pufakchalar yo'qoladi (qulab tushadi) (2-rasm, a), shuning uchun qaynatishdan oldin xarakterli shovqinni eshitamiz. Suyuqlikning harorati tenglashganda, pufakning hajmi ko'tarilganda ortadi, chunki to'yingan bug 'bosimi o'zgarmaydi va pufak ustidagi tashqi bosim, ya'ni pufak ustidagi suyuqlikning gidrostatik bosimi yig'indisi. va atmosfera bosimi pasayadi. Pufak suyuqlikning erkin yuzasiga etib boradi, yorilib, to'yingan bug 'chiqadi (2-rasm, b) - suyuqlik qaynaydi. Pufakchalardagi to'yingan bug' bosimi amalda tashqi bosimga teng.
Suyuqlikning to'yingan bug' bosimi uning erkin yuzasidagi tashqi bosimiga teng bo'lgan harorat deyiladi qaynash nuqtasi suyuqliklar.
To'yingan bug'ning bosimi harorat oshishi bilan ortadi va qaynash paytida u tashqi bosimga teng bo'lishi kerakligi sababli, qaynash harorati tashqi bosimning oshishi bilan ortadi.
Qaynatish nuqtasi, shuningdek, aralashmalar mavjudligiga bog'liq bo'lib, odatda aralashmalar konsentratsiyasi ortishi bilan ortadi.
Agar suyuqlik birinchi navbatda unda erigan gazdan ozod bo'lsa, u holda u qizib ketishi mumkin, ya'ni. qaynash nuqtasidan yuqori qizdiring. Bu suyuqlikning beqaror holati. Etarlicha kichik chayqalish va suyuqlik qaynatiladi va uning harorati darhol qaynash nuqtasiga tushadi.
Kundalik hayotda bizni o'rab turgan hamma narsa jismoniy va kimyoviy jarayonlar sifatida ifodalanishi mumkin. Biz doimo formulalar va tenglamalar bilan ifodalangan ko'plab manipulyatsiyalarni, hatto buni bilmasdan ham bajaramiz. Ushbu jarayonlardan biri qaynatishdir. Bu pishirish paytida mutlaqo barcha uy bekalari foydalanadigan hodisa. Bu bizga mutlaqo oddiy ko'rinadi. Ammo qaynash jarayonini ilmiy nuqtai nazardan ko'rib chiqaylik.
Qaynatish - bu nima?
Fizikaning maktab kursidan beri ma'lumki, modda suyuq va gazsimon holatda bo'lishi mumkin. Suyuqlikni bug 'holatiga aylantirish jarayoni qaynashdir. Bu faqat ma'lum bir harorat rejimiga erishilganda yoki oshib ketganda sodir bo'ladi. Bu jarayonda va bosimda ishtirok etadi, buni hisobga olish kerak. Har bir suyuqlik bug 'hosil bo'lishini qo'zg'atadigan o'z qaynash nuqtasiga ega.
Bu suyuqlikning har qanday harorat rejimida sodir bo'ladigan qaynash va bug'lanish o'rtasidagi asosiy farqdir.
Qaynatish qanday sodir bo'ladi?
Agar siz shisha idishdagi suvni qaynatgan bo'lsangiz, suyuqlikni isitish jarayonida idishning devorlarida pufakchalar paydo bo'lishini kuzatgansiz. Ular idish-tovoqlarning mikro yoriqlarida havo to'planishi tufayli hosil bo'ladi, ular qizdirilganda kengaya boshlaydi. Pufakchalar bosim ostida suyuq bug'dan iborat. Bu juftliklar to'yingan deb ataladi. Suyuqlik qizib ketganda, havo pufakchalaridagi bosim ortadi va ular hajmi kattalashadi. Tabiiyki, ular yuqoriga ko'tarila boshlaydilar.
Ammo, agar suyuqlik hali qaynash nuqtasiga etib bormagan bo'lsa, unda yuqori qatlamlarda pufakchalar soviydi, bosim pasayadi va ular idishning pastki qismida tugaydi, u erda ular yana qiziydi va ko'tariladi. Bu jarayon har bir uy bekasiga tanish, go'yo suv shovqin qila boshlaydi. Yuqori va pastki qatlamlardagi suyuqlikning harorati teng bo'lishi bilanoq, pufakchalar yuzaga ko'tarila boshlaydi va yorilib ketadi - qaynash sodir bo'ladi. Bu faqat pufakchalar ichidagi bosim suyuqlikning bosimi bilan bir xil bo'lganda mumkin.
Yuqorida aytib o'tganimizdek, har bir suyuqlik o'z harorat rejimiga ega, bunda qaynash jarayoni boshlanadi. Bundan tashqari, butun jarayon davomida moddaning harorati o'zgarishsiz qoladi, barcha chiqarilgan energiya bug'lanishga sarflanadi. Shuning uchun, beparvo uy bekalarida kostryulkalar yonib ketadi - ularning barcha tarkibi qaynab ketadi va idishning o'zi qiziy boshlaydi.
Qaynash nuqtasi butun suyuqlikka, aniqrog'i, uning yuzasiga ta'sir qiladigan bosimga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Maktab fizikasi kursida suvning yuz daraja Selsiy haroratida qaynay boshlaganligi ko'rsatilgan. Ammo bu bayonot faqat oddiy bosim sharoitida to'g'ri ekanligini kam odam eslaydi. Norm bir yuz bir kilopaskal qiymat deb hisoblanadi. Agar bosim oshirilsa, suyuqlik boshqa haroratda qaynatiladi.
Ushbu jismoniy xususiyat zamonaviy maishiy texnika ishlab chiqaruvchilari tomonidan qo'llaniladi. Misol sifatida bosimli pishirgich bo'lishi mumkin. Barcha uy bekalari bunday qurilmalarda ovqat an'anaviy kostryulkalarga qaraganda ancha tez pishirilishini bilishadi. Bu nima bilan bog'liq? Bosimli pishirgichda hosil bo'lgan bosim bilan. Bu normadan ikki baravar ko'p. Shuning uchun suv taxminan bir yuz yigirma daraja Selsiyda qaynaydi.
Agar siz tog'larda bo'lgan bo'lsangiz, teskari jarayonni ko'rgansiz. Balandlikda suv to'qson daraja qaynay boshlaydi, bu esa pishirish jarayonini ancha murakkablashtiradi. Mahalliy aholi va barcha bo'sh vaqtlarini tog'larda o'tkazadigan alpinistlar bu qiyinchiliklarni yaxshi bilishadi.
Qaynatish haqida bir oz ko'proq
Ko'pchilik "qaynoq nuqtasi" kabi iborani eshitgan va maqolada buni eslatib o'tmaganimizdan hayron bo'lishi mumkin. Aslida, biz buni allaqachon tasvirlab berdik. Matnni o'qishga shoshilmang. Gap shundaki, fizikada qaynash jarayonining nuqtasi va harorati bir xil deb hisoblanadi.
Ilmiy dunyoda ushbu terminologiyada ajratish faqat turli xil suyuq moddalarni aralashtirishda amalga oshiriladi. Bunday vaziyatda, aynan qaynash nuqtasi aniqlanadi va barcha mumkin bo'lgan eng kichikdir. Aynan u aralashmaning barcha tarkibiy qismlari uchun norma sifatida qabul qilinadi.
Suv: jismoniy jarayonlar haqida qiziqarli faktlar
Laboratoriya tajribalarida fiziklar doimo aralashmalarsiz suyuqlik olib, mutlaqo ideal tashqi sharoitlarni yaratadilar. Ammo hayotda hamma narsa biroz boshqacha bo'ladi, chunki biz ko'pincha suvga tuz qo'shamiz yoki unga turli xil ziravorlar qo'shamiz. Bu holatda qaynash nuqtasi qanday bo'ladi?
Tuzli suvni qaynatish uchun toza suvga qaraganda yuqori harorat kerak. Bu natriy va xlor aralashmalari bilan bog'liq. Ularning molekulalari bir-biri bilan to'qnashadi va ularning isishi ancha yuqori haroratni talab qiladi. Sho'r suvning qaynash nuqtasini hisoblash imkonini beruvchi ma'lum bir formula mavjud. Shuni yodda tutingki, bir litr suv uchun oltmish gramm tuz qaynash nuqtasini o'n darajaga oshiradi.
Suv vakuumda qaynay oladimi? Olimlar bu mumkinligini isbotladilar. Bu shunchaki qaynash nuqtasi, bu holda uch yuz daraja Selsiy chegarasiga yetishi kerak. Axir, vakuumda bosim faqat to'rt kilopaskalni tashkil qiladi.
Biz hammamiz choynakda suvni qaynatamiz, shuning uchun biz "shkala" kabi noxush hodisa bilan tanishmiz. Bu nima va u nima uchun yaratilgan? Aslida, hamma narsa oddiy: toza suv boshqa qattiqlik darajasiga ega. Bu suyuqlikdagi aralashmalar miqdori bilan belgilanadi, ko'pincha u turli tuzlarni o'z ichiga oladi. Qaynatish jarayonida ular cho'kindiga aylanadi va ko'p miqdorda shkalaga aylanadi.
Spirtli ichimliklar qaynashi mumkinmi?
Qaynatilgan spirt moonshine pishirish jarayonida ishlatiladi va distillash deb ataladi. Bu jarayon bevosita spirtli eritmadagi suv miqdoriga bog'liq. Agar asos sifatida sof etil spirtini olsak, uning qaynash nuqtasi etmish sakkiz daraja Selsiyga yaqin bo'ladi.
Agar siz spirtga suv qo'shsangiz, suyuqlikning qaynash nuqtasi ortadi. Eritmaning konsentratsiyasiga qarab, u etmish sakkiz darajadan yuz daraja Selsiy oralig'ida qaynatiladi. Tabiiyki, qaynash jarayonida spirt suvga qaraganda qisqaroq vaqt oralig'ida bug'ga aylanadi.
Qaynatish - bu moddaning agregat holatini o'zgartirish jarayoni. Suv haqida gapirganda, biz suyuqlikdan bug'ga o'tishni nazarda tutamiz. Shuni ta'kidlash kerakki, qaynatish bug'lanish emas, bu hatto xona haroratida ham sodir bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, qaynatish bilan aralashtirmang, bu suvni ma'lum bir haroratgacha isitish jarayonidir. Endi biz tushunchalarni tushunganimizdan so'ng, suvning qanday haroratda qaynashini aniqlashimiz mumkin.
Jarayon
Agregat holatini suyuqlikdan gaz holatiga o'tkazish jarayonining o'zi murakkab. Garchi odamlar buni ko'rmasa ham, 4 bosqich mavjud:
- Birinchi bosqichda isitiladigan idishning pastki qismida kichik pufakchalar hosil bo'ladi. Ular suvning yon tomonlarida yoki yuzasida ham ko'rish mumkin. Ular suv isitiladigan tankning yoriqlarida doimo mavjud bo'lgan havo pufakchalarining kengayishi tufayli hosil bo'ladi.
- Ikkinchi bosqichda pufakchalar hajmi ortadi. Ularning barchasi sirtga shoshila boshlaydi, chunki ularning ichida suvdan engilroq bo'lgan to'yingan bug 'bor. Isitish haroratining oshishi bilan pufakchalarning bosimi oshadi va ular taniqli Arximed kuchi tufayli yuzaga suriladi. Bunday holda, siz pufakchalar hajmining doimiy kengayishi va kamayishi tufayli hosil bo'lgan qaynoqning xarakterli ovozini eshitishingiz mumkin.
- Uchinchi bosqichda sirtda ko'p miqdorda pufakchalar paydo bo'lishi mumkin. Bu dastlab suvda bulutlilikni keltirib chiqaradi. Bu jarayon xalq orasida "oq kalit bilan qaynatish" deb ataladi va u qisqa vaqt davom etadi.
- To'rtinchi bosqichda suv jadal qaynatiladi, sirtda katta portlash pufakchalari paydo bo'ladi va chayqalishlar paydo bo'lishi mumkin. Ko'pincha chayqalishlar suyuqlikning maksimal haroratiga yetganligini anglatadi. Suvdan bug' chiqa boshlaydi.
Ma'lumki, suv 100 daraja haroratda qaynatiladi, bu faqat to'rtinchi bosqichda mumkin.
Bug 'harorati
Bug 'suv holatidan biridir. Havoga kirganda, u boshqa gazlar singari, unga ma'lum bir bosim o'tkazadi. Bug'lanish jarayonida bug' va suvning harorati butun suyuqlik agregatsiya holatini o'zgartirmaguncha doimiy bo'lib qoladi. Bu hodisani qaynatish paytida barcha energiya suvni bug'ga aylantirishga sarflanishi bilan izohlash mumkin.
Qaynatishning eng boshida nam to'yingan bug 'hosil bo'ladi, u barcha suyuqlik bug'langandan keyin quriydi. Agar uning harorati suv haroratidan oshib keta boshlasa, unda bunday bug 'o'ta qiziydi va uning xususiyatlariga ko'ra u gazga yaqinroq bo'ladi.
Qaynayotgan sho'r suv
Tuz miqdori yuqori bo'lgan suv qanday haroratda qaynayotganini bilish juda qiziq. Ma'lumki, u tarkibida suv molekulalari orasidagi maydonni egallagan Na+ va Cl- ionlari miqdori tufayli yuqori bo'lishi kerak. Tuzli suvning bu kimyoviy tarkibi odatdagi yangi suyuqlikdan farq qiladi.
Gap shundaki, sho'r suvda hidratsiya reaktsiyasi - suv molekulalarini tuz ionlariga biriktirish jarayoni sodir bo'ladi. Chuchuk suv molekulalari orasidagi bog'lanish hidratsiya paytida hosil bo'lganidan ko'ra zaifroqdir, shuning uchun erigan tuz bilan qaynoq suyuqlik uzoqroq davom etadi. Harorat ko'tarilgach, tuz bo'lgan suvdagi molekulalar tezroq harakat qiladi, ammo ular kamroq, shuning uchun ular orasidagi to'qnashuvlar kamroq sodir bo'ladi. Natijada, kamroq bug 'hosil qilinadi va shuning uchun uning bosimi toza suvning bug' boshiga qaraganda past bo'ladi. Shuning uchun to'liq bug'lanish uchun ko'proq energiya (harorat) talab qilinadi. O'rtacha 60 gramm tuz bo'lgan bir litr suvni qaynatish uchun suvning qaynash nuqtasini 10% ga (ya'ni 10 S ga) ko'tarish kerak.
Qaynatish bosimiga bog'liqliklar
Ma'lumki, tog'larda, suvning kimyoviy tarkibidan qat'i nazar, qaynash harorati pastroq bo'ladi. Buning sababi shundaki, atmosfera bosimi balandlikda pastroq bo'ladi. Oddiy bosim 101,325 kPa deb hisoblanadi. U bilan suvning qaynash nuqtasi 100 daraja Selsiyga teng. Ammo bosim o'rtacha 40 kPa bo'lgan tog'ga chiqsangiz, u erda suv 75,88 S da qaynaydi. Ammo bu tog'larda pishirish deyarli yarmi vaqtni oladi degani emas. Mahsulotlarni issiqlik bilan ishlov berish uchun ma'lum bir harorat kerak.
Dengiz sathidan 500 metr balandlikda suv 98,3 C, 3000 metr balandlikda esa qaynash nuqtasi 90 C bo'ladi, deb ishoniladi.
E'tibor bering, ushbu qonun ham teskari yo'nalishda ishlaydi. Agar suyuqlik bug'i o'tmaydigan yopiq kolbaga solingan bo'lsa, harorat ko'tarilib, bug 'hosil bo'lganda, bu kolbadagi bosim ortadi va yuqori haroratda qaynash sodir bo'ladi. Masalan, 490,3 kPa bosimda suvning qaynash nuqtasi 151 C bo'ladi.
Qaynatilgan distillangan suv
Distillangan suv hech qanday aralashmalarsiz tozalangan suvdir. Ko'pincha tibbiy yoki texnik maqsadlarda ishlatiladi. Bunday suvda aralashmalar yo'qligini hisobga olsak, u pishirish uchun ishlatilmaydi. Qizig'i shundaki, distillangan suv oddiy toza suvga qaraganda tezroq qaynaydi, ammo qaynash nuqtasi bir xil - 100 daraja. Biroq, qaynash vaqtidagi farq minimal bo'ladi - soniyaning faqat bir qismi.
choynakda
Ko'pincha odamlar choynakda qanday haroratda suv qaynashi bilan qiziqishadi, chunki ular suyuqlikni qaynatish uchun aynan shu qurilmalardan foydalanadilar. Kvartiradagi atmosfera bosimi standartga teng ekanligini va ishlatiladigan suvda tuzlar va u erda bo'lmasligi kerak bo'lgan boshqa aralashmalar mavjud emasligini hisobga olsak, qaynash nuqtasi ham standart bo'ladi - 100 daraja. Ammo agar suvda tuz bo'lsa, unda qaynash nuqtasi, biz allaqachon bilganimizdek, yuqoriroq bo'ladi.
Xulosa
Endi siz suvning qaysi haroratda qaynayotganini va atmosfera bosimi va suyuqlikning tarkibi bu jarayonga qanday ta'sir qilishini bilasiz. Bunda hech qanday murakkab narsa yo'q va bolalar bunday ma'lumotni maktabda olishadi. Esda tutish kerak bo'lgan asosiy narsa shundaki, bosimning pasayishi bilan suyuqlikning qaynash nuqtasi ham pasayadi va uning oshishi bilan u ham ortadi.
Internetda siz suyuqlikning qaynash nuqtasining atmosfera bosimiga bog'liqligini ko'rsatadigan juda ko'p turli jadvallarni topishingiz mumkin. Ular hamma uchun mavjud va maktab o'quvchilari, talabalar va hatto institut o'qituvchilari tomonidan faol foydalaniladi.
Suvni qaynatish jarayoni uch bosqichdan iborat:
- birinchi bosqichning boshlanishi - choynak yoki suv qaynayotgan boshqa idishning pastki qismidan sirpanish, mayda havo pufakchalari va suv yuzasida yangi pufakchalar paydo bo'lishi. Asta-sekin, bunday pufakchalar soni ortadi.
- Ikkinchisida suvning qaynash bosqichlari pufakchalarning katta tezlikda yuqoriga ko'tarilishi kuzatiladi, bu dastlab suvning biroz loyqalanishiga olib keladi, keyin esa "oqlanish" ga aylanadi, bunda suv buloq oqimiga o'xshaydi. Bu hodisa qaynash deb ataladi oq kalit va juda qisqa.
- uchinchi bosqich suvning qizg'ish jarayonlari, yuzada katta portlash pufakchalari va chayqalishlarning paydo bo'lishi bilan birga keladi. Ko'p miqdorda chayqalish suvning kuchli qaynaganligini anglatadi.
Aytgancha, agar siz toza tabiiy suv bilan qaynatilgan choy ichishni yaxshi ko'rsangiz, uyingizdan chiqmasdan buyurtma berishingiz mumkin, masalan: http://www.aqualeader.ru/. Shundan so'ng, suv yetkazib beruvchi kompaniya uni sizning uyingizga olib keladi.
Oddiy kuzatuvchilar uzoq vaqt davomida qaynoq suvning barcha uch bosqichi turli xil tovushlar bilan birga kelishiga e'tibor berishgan. Birinchi bosqichda suv nozik nozik tovush chiqaradi. Ikkinchi bosqichda tovush shov-shuvga aylanadi, asalarilar galasining g'uvullashini eslatadi. Uchinchi bosqichda qaynoq suvning tovushlari bir xilligini yo'qotadi va keskin va baland ovozda bo'lib, xaotik tarzda o'sib boradi.
Hamma suvning qaynash bosqichlari tajriba bilan osongina tasdiqlanadi. Ochiq shisha idishda suvni isitishni va vaqti-vaqti bilan haroratni o'lchashni boshlaganimizdan so'ng, qisqa vaqtdan so'ng biz idishning pastki va devorlarini qoplaydigan pufakchalarni kuzatishni boshlaymiz.
Keling, pastki qismida paydo bo'ladigan qabariqni batafsil ko'rib chiqaylik. Ovozni asta-sekin oshirib, qabariq hali yuqori haroratga erishmagan isituvchi suv bilan aloqa qilish maydonini ham oshiradi. Buning natijasida pufak ichidagi bug 'va havo soviydi, buning natijasida ularning bosimi pasayadi va suvning tortishish kuchi pufakchani yorib yuboradi. Aynan shu vaqtda suv qaynashning tovush xususiyatini chiqaradi, bu pufakchalar yorilib ketgan joylarda suvning idishning pastki qismiga to'qnashuvi natijasida yuzaga keladi.
Suvning quyi qatlamlaridagi harorat 100 daraja Selsiyga yaqinlashganda, pufak ichidagi bosim ulardagi suv bosimi bilan tenglashadi, buning natijasida pufakchalar asta-sekin kengayadi. Pufakchalar hajmining oshishi, shuningdek, ularga suzuvchi kuch ta'sirining kuchayishiga olib keladi, ularning ta'siri ostida eng katta hajmli pufakchalar idishning devorlaridan ajralib chiqadi va tez yuqoriga ko'tariladi. Agar suvning yuqori qatlami hali 100 darajaga etmagan bo'lsa, u holda sovuq suvga tushgan qabariq suv bug'ining bir qismini yo'qotadi va suvga tushadi. Bunday holda, pufakchalar yana hajmini kamaytiradi va tortishish ta'sirida pastga tushadi. Pastki qismida ular yana hajmga ega bo'lib, ko'tariladi va qaynoq suvning xarakterli shovqinini keltirib chiqaradigan pufakchalar hajmidagi bu o'zgarishlar.
Suvning butun hajmi 100 darajaga yetganda, ko'tarilgan pufakchalar hajmi kamaymaydi, balki suv yuzasida yorilib ketadi. Bunday holda, bug 'tashqariga chiqariladi, xarakterli shovqin bilan birga keladi - bu shuni anglatadiki, suv qaynayapti. Suyuqlik qaynashgacha bo'lgan harorat uning erkin yuzasi tomonidan boshdan kechiriladigan bosimga bog'liq. Bosim qanchalik baland bo'lsa, talab qilinadigan harorat shunchalik yuqori bo'ladi va aksincha.
Bu suv qaynaydi 100 daraja Selsiy- hammaga ma'lum fakt. Ammo shuni hisobga olish kerakki, bunday harorat faqat normal atmosfera bosimi (taxminan 101 kilopaskal) sharoitida amal qiladi. Bosim oshgani sayin suyuqlik qaynashgacha bo'lgan harorat ham ortadi. Masalan, bosimli pishirgichlarda ovqat 200 kilopaskalga yaqin bosim ostida pishiriladi, bunda suvning qaynash nuqtasi 120 daraja. Bunday haroratli suvda qaynash odatdagi qaynash nuqtasiga qaraganda tezroq davom etadi - shuning uchun panning nomi.
Shunga ko'ra, bosimni pasaytirish suvning qaynash nuqtasini pasaytiradi. Masalan, 3 kilometr balandlikda yashovchi tog'li hududlar aholisi tekisliklar aholisiga qaraganda tezroq qaynaydigan suvga erishadilar - qaynoq suvning barcha bosqichlari tezroq sodir bo'ladi, chunki u 70 kilopaskal bosimda atigi 90 darajani talab qiladi. Ammo tog'lar aholisi, masalan, tovuq tuxumini qaynata olmaydi, chunki oqsil ivishining minimal harorati atigi 100 daraja Selsiy.
