Ад чаго залежыць хуткасць выпарэння вадкасці? Фактары, якія ўплываюць на дадзены працэс

Нам усім з дзяцінства добра вядомы адзін сур'ёзны жыццёвы факт. Для таго каб астудзіць гарачую гарбату, неабходна наліць яго ў халоднае сподак і працягла дзьмуць над яго паверхняй. Калі табе шэсць-сем гадоў, асабліва не задумваешся над законамі фізікі, проста прымаеш іх як дадзенае або, выяўляючыся фізічна, прымаеш іх за аксіёму. Аднак, спасцігаючы з часам навукі, мы выяўляем цікавыя падабенства аксіём і паслядоўных доказаў, плаўна пераводзячы нашы дзіцячыя здагадкі у дарослыя тэарэмы. Тое ж самае і з гарачай гарбатай. Ніхто з нас і падумаць не мог, што такі спосаб яго астуджэння напрамую звязаны з выпарэннем вадкасці.

фізіка працэсу

Для таго каб адказаць на пытанне, ад чаго залежыць хуткасць выпарэння вадкасці, трэба разабрацца ў самой фізіцы працэсу. Выпарэнне - гэта працэс фазавага пераходу рэчывы з вадкага агрэгатнага стану ў газападобнае. Выпарацца можа любы вадкае рэчыва, у тым ліку вельмі глейкае. З выгляду і не скажаш, што нейкая желеобразная жыжка можа губляць частку сваёй масы за кошт выпарэння, але пры пэўных умовах менавіта гэта і адбываецца. Цвёрдае цела таксама можа выпарацца, толькі такі працэс называецца сублімацыі.

як адбываецца

Пачаўшы разбірацца, ад чаго залежыць хуткасць выпарэння вадкасці, варта адштурхоўвацца ад таго, што гэта эндотермический працэс, гэта значыць працэс, які праходзіць з паглынаннем цеплыні. Цеплыня фазавага пераходу (цеплыня выпарэння) перадае энергію малекулам рэчывы, павялічваючы іх хуткасць і павялічваючы верагоднасць іх адрыву, саслабляючы пры гэтым сілы малекулярнага счаплення. Адрываючыся ад асноўнай масы рэчывы, самыя хуткія малекулы вырываюцца за яго мяжы, і рэчыва губляе сваю масу. Пры гэтым якія вылецелі малекулы вадкасці імгненна закіпае, ажыццяўляючы пры адрыве працэс фазавага пераходу, і іх выхад ідзе ўжо ў газападобным стане.

прымяненне

Разумеючы, ад якіх прычын залежыць хуткасць выпарэння вадкасці, можна пісьменна рэгуляваць тэхналагічныя працэсы, якія адбываюцца на іх аснове. Напрыклад, працу кандыцыянера, у цеплаабменніку-выпарніку якога кіпіць хладагент, забіраючы цеплыню з охлаждаемого памяшканні, або вскипание вады ў трубах прамысловага катла, цеплыня якой перадаецца на патрэбы ацяплення і ГВС. Ўсведамленне таго, ад якіх умоў залежыць хуткасць выпарэння вадкасці, прадастаўляе магчымасць канструяваць і вырабляць сучаснае і тэхналагічнае абсталяванне кампактных памераў і з падвышаным каэфіцыентам цеплаперадачы.

тэмпература

Вадкае агрэгатны стан вельмі няўстойліва. Пры нашых зямных н. у. (Паняцце "нармальных умоваў", г.зн. прыдатных для жыцця людзей) яна перыядычна імкнецца перайсці ў цвёрдую або газападобную фазу. Як гэта адбываецца? Ад чаго залежыць хуткасць выпарэння вадкасці?

Першасны крытэр - гэта, натуральна, тэмпература. Чым мацней мы награваем вадкасць, тым больш энергіі мы падводзім да малекулам рэчывы, тым больш малекулярных сувязяў мы раздзіраем, тым хутчэй ідзе працэс фазавага пераходу. Апафеоз дасягаецца пры ўстойлівым Пузырьковый кіпенні. Вада кіпіць пры 100 ºС пры атмасферным ціску. Паверхню рондалі або, напрыклад, чайніка, дзе яна кіпіць, толькі на першы погляд ідэальна гладкая. Пры шматразовым павелічэнні карцінкі мы ўбачым бясконцыя вострыя пікі, як у гарах. Цеплыня кропкава падводзіцца да кожнага з гэтых пікаў, і з-за малой паверхні цеплаабмену вада маментальна закіпае, утвараючы пузырёк паветра, які падымаецца да паверхні, дзе і схлопываются. Менавіта таму такое кіпенне называюць пузырьковым. Хуткасць выпарэння вады пры гэтым максімальная.

ціск

Другі важны параметр, ад чаго залежыць хуткасць выпарэння вадкасці, - гэта ціск. Пры зніжэнні ціску ніжэй атмасфернага вада пачынае закіпаць пры меншых тэмпературах. На гэтым прынцыпе заснавана праца знакамітых скороварок - спецыяльных рондаляў, адкуль адпампоўваюць паветра, і вада кіпела ўжо пры 70-80 ºС. Павышэнне ціску, наадварот, павялічвае тэмпературу закіпання. Гэта карыснае ўласцівасць выкарыстоўваецца пры падачы перагрэтай вады ад ЦЭЦ у ЦТП і т.п., дзе для захавання патэнцыялу пераноснай цеплыні ваду падаграваюць да тэмператур 150-180 градусаў, калі трэба выключыць магчымасць яе вскипания у трубах.

іншыя фактары

Інтэнсіўны абдзіманне паверхні вадкасці з тэмпературай вышэй, чым тэмпература падаецца паветранай бруі, - гэта яшчэ адзін фактар, ад чаго залежыць хуткасць выпарэння вадкасці. Прыклады гэтага можна ўзяць з паўсядзённага жыцця. Абдзіманне ветрам роўнядзі возера ці той прыклад, з якога мы пачалі апавяданне: абдзіманне гарачай гарбаты, налітай у сподак. Ён астывае за кошт таго, што, адрываючыся ад асноўнай масы рэчывы, малекулы забіраюць частка энергіі з сабой, астуджаючы яго. Тут можна ўбачыць яшчэ і ўплыў плошчы паверхні. Сподак шырэй, чым гуртка, таму з яе квадратуры патэнцыйна можа сысці большая колькасць масы вады.

На хуткасць выпарэння таксама ўплывае тып самой вадкасці: нейкія вадкасці выпараюцца хутчэй, іншыя, наадварот, больш павольна. Важнае ўплыў на працэс выпарэння аказвае і стан навакольнага паветра. Пры высокім абсалютным вільгацезмяшчэння (моцна вільготным паветры, напрыклад, побач з морам) працэс выпарэння пойдзе павольней.