Berita bintang
Fizik molekul. Penyejatan dan pemeluwapan. Penyejatan dan pemeluwapan air. Beberapa petua praktikal
Secara kuantitatif, penyejatan dicirikan oleh jisim air yang menyejat per unit masa dari kawasan permukaan unit. Kuantiti ini dipanggil kadar sejatan. Dalam sistem SI ia dinyatakan dalam kg/(m 2. s), dalam GHS - dalam g/(cm 2. s).
Kadar penyejatan meningkat dengan peningkatan suhu permukaan penyejatan. Semasa proses penyejatan, molekul air yang bertukar menjadi wap menghabiskan sebahagian daripada tenaga mereka untuk mengatasi daya kohesi dan pada kerja pengembangan yang berkaitan dengan peningkatan isipadu cecair, yang bertukar menjadi keadaan gas. Akibatnya, tenaga purata molekul yang kekal dalam cecair berkurangan, dan cecair sejuk. Untuk meneruskan proses penyejatan, haba tambahan diperlukan, yang dipanggil haba penyejatan. Haba penyejatan berkurangan dengan peningkatan suhu permukaan penyejatan.
Jika penyejatan berlaku dari permukaan air, maka pergantungan ini dinyatakan dengan formula:
Q = Q 0 - 0.65. t, (5.9)
di mana Q ialah haba penyejatan, J/g;
t – suhu permukaan yang menyejat, 0 C;
Q 0 = 2500 J/kg.
Jika penyejatan berlaku dari permukaan ais atau salji, maka:
Q = Q 0 - 0.36. t, (5.10)
Untuk tujuan praktikal, kadar penyejatan dinyatakan oleh ketinggian (dalam mm) lapisan air yang menyejat setiap unit masa. Lapisan air setinggi 1 mm, yang akan menguap dari kawasan seluas 1 m 2, sepadan dengan jisimnya 1 kg.
Menurut undang-undang Dalton, kadar penyejatan W dalam kg/(m2.s) adalah berkadar terus dengan defisit lembapan yang dikira daripada suhu permukaan penyejatan, dan berkadar songsang dengan tekanan atmosfera:
di mana E 1 ialah keanjalan tepu, diambil daripada suhu permukaan penyejatan, hPa;
e - tekanan wap di udara sekeliling, hPa;
R - Tekanan atmosfera, hPa;
A ialah pekali perkadaran, yang bergantung pada kelajuan angin.
Daripada undang-undang Dalton adalah jelas bahawa semakin besar perbezaan (E 1- e), semakin besar kadar sejatan. Jika permukaan yang menyejat lebih panas daripada udara, maka E 1 lebih besar daripada keanjalan tepu E pada suhu udara. Dalam kes ini, penyejatan berterusan walaupun udara tepu dengan wap air, iaitu, jika e = E (tetapi E Sebaliknya, jika permukaan penyejatan lebih sejuk daripada udara, maka pada kelembapan relatif yang agak tinggi mungkin E 1 Kebergantungan kadar sejatan pada tekanan atmosfera disebabkan oleh fakta bahawa dalam udara pegun resapan molekul meningkat dengan penurunan tekanan luaran: semakin rendah ia, semakin mudah molekul untuk melepaskan diri dari permukaan penyejatan. Walau bagaimanapun, tekanan atmosfera di permukaan bumi turun naik dalam had yang agak kecil. Oleh itu, ia tidak boleh mengubah kadar penyejatan dengan ketara. Tetapi ia perlu diambil kira, sebagai contoh, apabila membandingkan kadar sejatan pada ketinggian yang berbeza di kawasan pergunungan. Kadar sejatan bergantung pada kelajuan angin. Apabila kelajuan angin meningkat, resapan gelora meningkat, yang mana kadar penyejatan sebahagian besarnya bergantung. Lebih sengit percampuran bergelora, lebih cepat pemindahan wap air ke alam sekitar. Jika udara dipindahkan dari darat ke badan air, maka kadar penyejatan dari badan air meningkat, kerana udara yang mengalir ke permukaan yang agak kering mempunyai defisit lembapan yang lebih besar daripada di atas badan air. Apabila udara dipindahkan dari permukaan air ke darat, kadar penyejatan beransur-ansur berkurangan akibat penurunan defisit lembapan di udara di atas air. Kadar penyejatan dari permukaan laut dan lautan dipengaruhi oleh kemasinan mereka, kerana keanjalan tepu ke atas larutan adalah kurang daripada ke atas air tawar. Penyejatan dari permukaan tanah terjejas dengan ketara oleh sifat fizikal, keadaan permukaan aktif, pelepasan dan faktor lain. Permukaan licin menyejat kurang daripada permukaan kasar, kerana pencampuran gelora kurang berkembang di atasnya berbanding permukaan kasar. Tanah ringan, semua benda lain adalah sama, kurang sejat daripada tanah gelap, kerana ia kurang panas. Tanah gembur dengan kapilari lebar menguap kurang daripada tanah padat dengan kapilari sempit. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa melalui kapilari sempit air naik lebih dekat ke permukaan tanah daripada melalui yang luas. Kadar penyejatan bergantung pada tahap kelembapan tanah: semakin kering tanah, semakin perlahan penyejatan berlaku. Kadar sejatan dipengaruhi oleh rupa bumi. Pada ketinggian, di atasnya terdapat percampuran gelora yang kuat, penyejatan berlaku lebih cepat daripada di tanah pamah, parit dan lembah, di mana udara kurang bergerak. Tutupan tumbuh-tumbuhan mempengaruhi kadar sejatan. Ia dengan ketara mengurangkan penyejatan terus dari permukaan tanah. Walau bagaimanapun, tumbuhan itu sendiri menyejat banyak kelembapan, yang mereka ambil dari tanah. Penyejatan lembapan oleh tumbuhan adalah proses fizikal dan biologi dan dipanggil transpirasi. Jumlah kehilangan wap air dari permukaan tertentu dengan penutup tumbuh-tumbuhan yang sama dipanggil sejatanspirasi. Ia termasuk penyejatan dari permukaan bumi dan dari tumbuh-tumbuhan. Penyejatan ialah penyejatan maksimum yang mungkin di kawasan tertentu dari permukaan aktif tertentu dengan jumlah lembapan yang mencukupi di bawah keadaan meteorologi yang wujud di sana. Tenaga suria menggerakkan enjin haba yang sangat berkuasa, yang, mengatasi graviti, dengan mudah mengangkat kiub besar ke udara (setiap sisi adalah kira-kira lapan puluh kilometer). Oleh itu, lapisan air setebal satu meter menyejat dari permukaan planet kita setiap tahun. Semasa penyejatan, bahan cecair secara beransur-ansur berubah menjadi wap atau keadaan gas selepas zarah terkecil (molekul atau atom), bergerak pada kelajuan yang mencukupi untuk mengatasi daya kohesi antara zarah, melepaskan diri dari permukaan. Walaupun fakta bahawa proses penyejatan lebih dikenali sebagai peralihan bahan cecair ke dalam wap, terdapat penyejatan kering, apabila pada suhu sub-sifar ais berlalu dari keadaan pepejal ke keadaan wap, memintas fasa cecair. Contohnya, jika anda menggantung pakaian basah untuk mengeringkan dalam keadaan sejuk, ia membeku dan menjadi sangat keras, tetapi selepas beberapa lama ia menjadi lembut dan kering. Molekul cecair terletak hampir betul-betul bersebelahan antara satu sama lain, dan, walaupun pada hakikatnya ia disambungkan oleh daya tarikan, ia tidak terikat pada titik tertentu, dan oleh itu bergerak bebas di seluruh kawasan bahan (mereka sentiasa berlanggar antara satu sama lain dan menukar kelajuan mereka). Zarah yang pergi ke permukaan mendapat momentum semasa pergerakannya, cukup untuk meninggalkan bahan. Sekali di bahagian atas, mereka tidak menghentikan pergerakan mereka dan, setelah mengatasi tarikan zarah yang lebih rendah, terbang keluar dari air, berubah menjadi wap. Dalam kes ini, beberapa molekul kembali ke cecair kerana pergerakan huru-hara, manakala selebihnya pergi lebih jauh ke atmosfera. Penyejatan tidak berakhir di sana, dan molekul-molekul selanjutnya keluar ke permukaan (ini berlaku sehingga cecair tersejat sepenuhnya). Jika kita bercakap, sebagai contoh, tentang kitaran air di alam semula jadi, kita boleh memerhatikan proses pemeluwapan apabila wap, setelah tertumpu, kembali semula dalam keadaan tertentu. Oleh itu, penyejatan dan pemeluwapan dalam alam semula jadi berkait rapat antara satu sama lain, kerana terima kasih kepada mereka terdapat pertukaran air yang berterusan antara bumi, tanah dan atmosfera, yang mana alam sekitar dibekalkan dengan sejumlah besar bahan berguna. Perlu diingat bahawa keamatan penyejatan untuk setiap bahan adalah berbeza, dan oleh itu ciri-ciri fizikal utama yang mempengaruhi kadar penyejatan adalah: Kepentingan penyejatan dalam kehidupan tumbuh-tumbuhan sukar untuk dipandang tinggi, terutamanya memandangkan tumbuhan hidup terdiri daripada lapan puluh peratus air. Oleh itu, jika tumbuhan tidak mempunyai kelembapan yang mencukupi, ia mungkin mati, kerana nutrien dan unsur mikro yang diperlukan untuk kehidupan tidak akan dibekalkan kepadanya bersama air. Air, bergerak melalui badan tumbuhan, mengangkut dan membentuk bahan organik di dalamnya, untuk pembentukannya tumbuhan memerlukan cahaya matahari. Tetapi di sini penyejatan memainkan peranan penting, kerana sinaran matahari mempunyai keupayaan untuk memanaskan objek dengan sangat kuat, dan oleh itu boleh menyebabkan kematian tumbuhan akibat terlalu panas (terutamanya pada hari musim panas). Untuk mengelakkan ini, air menyejat dari daun, di mana banyak cecair dikeluarkan pada masa ini (contohnya, dari satu hingga empat gelas air menguap dari jagung setiap hari). Ini bermakna bahawa semakin banyak air memasuki badan tumbuhan, semakin kuat penyejatan air oleh daun, tumbuhan akan lebih sejuk dan tumbuh secara normal. Anda boleh merasakan penyejatan air oleh tumbuhan jika anda menyentuh daun hijau semasa berjalan pada hari yang panas: mereka pasti akan menjadi sejuk. Peranan penyejatan dalam kehidupan tubuh manusia tidak kurang pentingnya: ia melawan haba melalui peluh. Penyejatan biasanya berlaku melalui kulit, dan juga melalui saluran pernafasan. Ini boleh dilihat dengan mudah semasa sakit, apabila suhu badan meningkat, atau semasa bersukan, apabila kadar penyejatan meningkat. Sekiranya beban kecil, badan meninggalkan satu hingga dua liter cecair sejam, dengan sukan yang lebih sengit, terutamanya apabila suhu luaran melebihi 25 darjah, keamatan penyejatan meningkat dan dari tiga hingga enam liter cecair boleh keluar dengan peluh. Melalui kulit dan saluran pernafasan, air bukan sahaja meninggalkan badan, tetapi juga memasukinya bersama-sama dengan penyejatan alam sekitar (bukan untuk apa-apa doktor sering menetapkan cuti tepi laut kepada pesakit mereka). Malangnya, bersama dengan unsur berguna, ia sering mengandungi zarah berbahaya, termasuk bahan kimia dan asap berbahaya, yang menyebabkan kerosakan yang tidak boleh diperbaiki kepada kesihatan. Sebahagian daripada mereka adalah toksik, yang lain menyebabkan alahan, yang lain adalah karsinogenik, yang lain menyebabkan kanser dan penyakit lain yang sama berbahaya, manakala banyak yang mempunyai beberapa sifat berbahaya sekaligus. Asap berbahaya memasuki badan terutamanya melalui sistem pernafasan dan kulit, selepas itu, sekali masuk, ia serta-merta diserap ke dalam darah dan merebak ke seluruh badan, menyebabkan kesan toksik dan menyebabkan penyakit serius. DALAM dalam kes ini banyak bergantung pada kawasan tempat tinggal seseorang (berhampiran kilang atau kilang), premis di mana dia tinggal atau bekerja, serta masa yang dihabiskan dalam keadaan berbahaya kepada kesihatan. Asap berbahaya boleh masuk ke dalam badan dari barangan rumah, contohnya, linoleum, perabot, tingkap, dll. Untuk memelihara kehidupan dan kesihatan, adalah dinasihatkan untuk mengelakkan situasi sedemikian dan jalan keluar terbaik adalah meninggalkan wilayah berbahaya, termasuk menukar apartmen atau pekerjaan, dan apabila mengatur rumah anda, perhatikan sijil kualiti yang dibeli. bahan. Penyejatan Penyejatan ke atas secawan teh Penyejatan- proses peralihan bahan daripada cecair kepada keadaan gas, berlaku pada permukaan bahan (wap). Proses penyejatan adalah kebalikan daripada proses pemeluwapan (peralihan daripada keadaan wap kepada keadaan cecair). Penyejatan (pengejatan), peralihan bahan daripada fasa pekat (pepejal atau cecair) kepada gas (wap); peralihan fasa urutan pertama. Terdapat konsep penyejatan yang lebih maju dalam fizik yang lebih tinggi. Penyejatan- ini adalah satu proses di mana zarah (molekul, atom) terbang keluar (koyak) dari permukaan cecair atau pepejal, dengan E k > E p. Penyejatan padu dipanggil pemejalwapan (sublimasi), dan pengewapan dalam isipadu cecair dipanggil pendidihan. Biasanya, penyejatan difahami sebagai pembentukan wap pada permukaan bebas cecair akibat pergerakan haba molekulnya pada suhu di bawah takat didih sepadan dengan tekanan medium gas yang terletak di atas permukaan yang ditentukan. Dalam kes ini, molekul dengan tenaga kinetik yang cukup tinggi melarikan diri dari lapisan permukaan cecair ke dalam persekitaran gas; sebahagian daripadanya dipantulkan kembali dan ditangkap oleh cecair, manakala selebihnya hilang tidak dapat dipulihkan olehnya. Penyejatan ialah proses endotermik di mana haba peralihan fasa diserap - haba penyejatan yang dibelanjakan untuk mengatasi daya perpaduan molekul dalam fasa cecair dan pada kerja pengembangan apabila menukar cecair kepada wap. Haba tentu penyejatan dirujuk kepada 1 mol cecair (haba molar penyejatan, J/mol) atau per unit jisimnya (haba jisim penyejatan, J/kg). Kadar penyejatan ditentukan oleh ketumpatan permukaan fluks wap jп yang menembusi per unit masa ke dalam fasa gas dari kawasan permukaan unit cecair [dalam mol/(s.m 2) atau kg/(s.m 2)]. Nilai tertinggi jp dicapai dalam vakum. Sekiranya terdapat medium gas yang agak tumpat di atas cecair, penyejatan menjadi perlahan disebabkan oleh fakta bahawa kadar penyingkiran molekul wap dari permukaan cecair ke dalam medium gas menjadi kecil berbanding dengan kadar pelepasannya daripada cecair. Dalam kes ini, lapisan campuran wap-gas terbentuk pada antara muka fasa, hampir tepu dengan stim. Tekanan separa dan kepekatan wap dalam lapisan ini adalah lebih tinggi daripada sebahagian besar campuran wap-gas. Proses penyejatan bergantung kepada keamatan pergerakan terma molekul: semakin cepat molekul bergerak, semakin cepat penyejatan berlaku. Selain itu, faktor penting yang mempengaruhi proses penyejatan ialah kadar resapan luaran (relatif kepada bahan), serta sifat bahan itu sendiri. Ringkasnya, apabila ada angin, penyejatan berlaku lebih cepat. Bagi sifat bahan, contohnya, alkohol menyejat lebih cepat daripada air. Faktor penting juga ialah luas permukaan cecair dari mana penyejatan berlaku: dari botol sempit ia akan berlaku lebih perlahan daripada dari plat lebar. Mari kita pertimbangkan proses ini pada peringkat molekul: molekul yang mempunyai tenaga (kelajuan) yang mencukupi untuk mengatasi tarikan molekul jiran keluar dari sempadan bahan (cecair). Dalam kes ini, cecair kehilangan sebahagian daripada tenaganya (menyejukkan). Sebagai contoh, cecair yang sangat panas: kami meniup permukaannya untuk menyejukkannya, sementara kami mempercepatkan proses penyejatan. Pelanggaran keseimbangan termodinamik antara cecair dan wap yang terkandung dalam campuran wap-gas dijelaskan oleh lompatan suhu pada antara muka fasa. Walau bagaimanapun, lompatan ini biasanya boleh diabaikan dan boleh diandaikan bahawa tekanan separa dan kepekatan wap pada antara muka sepadan dengan nilai mereka untuk wap tepu yang mempunyai suhu permukaan cecair. Jika campuran cecair dan wap-gas adalah pegun dan pengaruh perolakan bebas di dalamnya adalah tidak ketara, penyingkiran wap yang terbentuk semasa penyejatan dari permukaan cecair ke dalam medium gas berlaku terutamanya akibat resapan molekul dan penampilan. antara muka fasa jisim yang disebabkan oleh yang kedua dengan permukaan separa telap (tidak boleh ditembusi kepada gas) (yang dipanggil Stefanovsky) aliran campuran wap-gas yang diarahkan dari permukaan cecair ke dalam medium gas (lihat Resapan). Pengagihan suhu di bawah mod penyejatan penyejatan cecair yang berbeza. Aliran haba diarahkan: a - dari fasa cecair ke permukaan penyejatan ke dalam fasa gas; b - dari fasa cecair hanya ke permukaan penyejatan; c - ke permukaan penyejatan dari kedua-dua fasa; d - ke permukaan penyejatan hanya dari bahagian fasa gas. Kesan tekanan dan resapan terma biasanya tidak diambil kira dalam pengiraan kejuruteraan, tetapi pengaruh resapan terma boleh menjadi ketara apabila campuran wap-gas sangat heterogen (dengan perbezaan yang besar). jisim molar komponennya) dan kecerunan suhu yang ketara. Apabila satu atau kedua-dua fasa bergerak relatif kepada antara muka mereka, peranan pemindahan perolakan jirim dan tenaga campuran wap-gas dan cecair meningkat. Sekiranya tiada bekalan tenaga kepada sistem gas cecair dari luar. sumber haba Penyejatan boleh dibekalkan ke lapisan permukaan cecair daripada satu atau kedua-dua fasa. Berbeza dengan aliran bahan yang terhasil, yang sentiasa diarahkan semasa penyejatan daripada cecair ke dalam medium gas, aliran haba boleh mempunyai arah yang berbeza bergantung pada nisbah suhu sebahagian besar cecair tl, sempadan fasa tgr dan medium gas. tg. Apabila sejumlah cecair bersentuhan dengan isipadu separa tak terhingga atau aliran medium gas yang membasuh permukaannya dan pada suhu cecair lebih tinggi daripada suhu gas (tl > tg > tg), aliran haba berlaku daripada cecair ke antara muka fasa: (Qlg = Ql - Qi, di mana Qi ialah haba penyejatan, Qlg ialah jumlah haba yang dipindahkan daripada cecair ke medium gas. Dalam kes ini, cecair disejukkan (yang dipanggil penyejatan penyejatan). Jika, akibat daripada penyejukan sedemikian, kesamaan tgr = tg dicapai, pemindahan haba daripada cecair ke gas berhenti ( Qlg = 0) dan semua haba yang dibekalkan dari bahagian cecair ke antara muka dibelanjakan untuk Penyejatan (). Ql = Qi). Dalam kes medium gas tidak tepu dengan wap, tekanan separa yang terakhir pada antara muka fasa dan pada Ql = Qi kekal lebih tinggi daripada sebahagian besar gas, akibatnya penyejatan dan penyejatan penyejatan cecair tidak berhenti dan tgr menjadi lebih rendah daripada tl dan tg. Dalam kes ini, haba dibekalkan ke antara muka daripada kedua-dua fasa sehingga, akibat daripada penurunan tl, kesamaan tgr = tl dicapai dan aliran haba dari bahagian cecair berhenti, dan dari medium gas Qgl menjadi sama dengan Qi. Penyejatan lanjut cecair berlaku apabila suhu malar tm = tl = tgr, yang dipanggil had penyejukan cecair semasa penyejukan penyejatan atau suhu termometer basah (seperti yang ditunjukkan oleh termometer basah psikrometer). Nilai tm bergantung kepada parameter medium wap-gas dan keadaan pemindahan haba dan jisim antara fasa cecair dan gas. Jika cecair dan medium gas, mempunyai suhu yang berbeza, berada dalam isipadu terhad yang tidak menerima tenaga dari luar dan tidak melepaskannya ke luar, penyejatan berlaku sehingga keseimbangan termodinamik berlaku antara dua fasa, di mana suhu kedua-dua fasa disamakan dengan entalpi malar sistem, dan fasa gas tepu dengan stim pada suhu sistem tad. Yang terakhir, dipanggil suhu tepu adiabatik gas, hanya ditentukan oleh parameter awal kedua-dua fasa dan tidak bergantung pada keadaan pemindahan haba dan jisim. Kadar penyejatan isoterma [kg/(m 2 s)] dengan resapan satu arah wap ke dalam lapisan pegun campuran wap-gas binari dengan ketebalan d, [m] yang terletak di atas permukaan cecair boleh didapati menggunakan formula Stefan: , dengan D ialah pekali resapan bersama, [m 2 /Dengan]; - stim malar gas, [J/(kg K)] atau [m 2 /(s 2 K)]; T - suhu campuran, [K]; p - tekanan campuran wap-gas, [Pa]; - tekanan wap separa pada antara muka dan pada sempadan luar lapisan campuran, [Pa]. Dalam kes umum (cecair dan gas bergerak, keadaan bukan isoterma), dalam lapisan sempadan cecair bersebelahan dengan antara muka, pemindahan momentum disertai dengan pemindahan haba, dan dalam lapisan sempadan gas (campuran wap-gas) haba saling berkaitan. dan pemindahan jisim berlaku. Dalam kes ini, untuk mengira kadar penyejatan, pekali eksperimen pemindahan haba dan jisim digunakan, dan dalam kes yang agak mudah, kaedah anggaran penyelesaian berangka sistem persamaan pembezaan untuk lapisan sempadan konjugat fasa gas dan cecair digunakan. Keamatan pemindahan jisim semasa penyejatan bergantung kepada perbezaan potensi kimia wap pada antara muka dan sebahagian besar campuran wap-gas. Walau bagaimanapun, jika resapan baro dan haba boleh diabaikan, perbezaan potensi kimia digantikan dengan perbezaan tekanan separa atau kepekatan wap dan yang berikut diambil: jп = bp (рп, gr - рп, asas) = bpp(уп , гр - уп, asas) atau jп = bc( cп, gr - sp, utama), dengan bp, bc - pekali pemindahan jisim, p - tekanan campuran, rp - tekanan wap separa, yп = pп/p - kepekatan molar wap, cп = rп/r - kepekatan jisim wap, rп, r - ketumpatan tempatan wap dan campuran; indeks bermaksud: "gr" - pada sempadan fasa, "asas" - dalam utama. berat campuran. Ketumpatan fluks haba yang dikeluarkan oleh cecair semasa penyejatan ialah [dalam J/(m2 s)]: q = azh(tl - tg) = rjп + ag (tg - tg), di mana azh, ag - pekali pemindahan haba daripada cecair dan gas , [W/(m 2 K)]; r - haba Penyejatan, [J/kg]. Untuk jejari kelengkungan permukaan penyejatan yang sangat kecil (contohnya, semasa penyejatan titisan kecil cecair), pengaruh tegangan permukaan cecair diambil kira, yang membawa kepada fakta bahawa tekanan wap keseimbangan di atas antara muka adalah lebih tinggi daripada tekanan wap tepu cecair yang sama di atas permukaan rata. Jika tgr ~ tl, maka apabila mengira sejatan hanya pemindahan haba dan jisim dalam fasa gas boleh diambil kira. Pada intensiti pemindahan jisim yang agak rendah, analogi antara proses pemindahan haba dan pemindahan jisim adalah lebih kurang sah, dari mana ia berikut: Nu/Nu0 = Sh*/Sh0, di mana Nu = ag l/lg ialah nombor Nusselt, l ialah saiz ciri permukaan penyejatan, lg ialah pekali kekonduksian terma campuran wap-gas, Sh* = bpyг, grl/Dp = bccг, grl/D - Nombor Sherwood untuk komponen resapan aliran stim, Dp = D/ RпT - pekali resapan yang berkaitan dengan kecerunan tekanan separa stim. Nilai bp dan bс dikira daripada hubungan di atas, nombor Nu0 dan Sh0 sepadan dengan jп: 0 dan boleh ditentukan daripada data untuk proses pemindahan haba dan jisim yang berlaku secara berasingan. Nombor Sh0 untuk jumlah aliran wap (penyebaran dan perolakan) didapati dengan membahagikan Sh* dengan kepekatan gas molar (yg, g) atau jisim (cg, g) pada antara muka, bergantung pada mana tenaga penggerak pemindahan jisim ditugaskan kepada pekali b. Persamaan persamaan untuk Nu dan Sh* semasa penyejatan termasuk, sebagai tambahan kepada kriteria biasa (nombor Reynolds Re, Archimedes Ar, Prandtl Pr atau Schmidt Sc dan parameter geometri), parameter yang mengambil kira pengaruh aliran wap melintang dan darjah kepelbagaian campuran wap-gas (nisbah jisim molar atau pemalar gas komponennya) pada profil, kelajuan, suhu atau kepekatan dalam keratan rentas lapisan sempadan. Pada jп kecil, yang tidak melanggar rejim hidrodinamik pergerakan campuran wap-gas (contohnya, semasa penyejatan air ke dalam udara atmosfera) dan persamaan keadaan sempadan suhu dan medan kepekatan, pengaruh hujah tambahan dalam persamaan persamaan adalah tidak penting dan boleh diabaikan, dengan mengandaikan bahawa Nu = Sh. Apabila campuran berbilang komponen menyejat, corak ini menjadi lebih rumit. Dalam kes ini, haba penyejatan komponen campuran dan komposisi fasa cecair dan wap-gas, yang berada dalam keseimbangan antara satu sama lain, adalah berbeza dan bergantung kepada suhu. Apabila campuran cecair binari menyejat, campuran wap yang terhasil secara relatifnya lebih kaya dalam komponen yang lebih meruap, tidak termasuk hanya campuran azeotropik yang menyejat pada titik ekstrem (maksimum atau minimum) lengkung keadaan sebagai cecair tulen. Jumlah keseluruhan cecair penyejatan meningkat dengan peningkatan permukaan sentuhan fasa cecair dan gas, oleh itu reka bentuk peranti di mana penyejatan berlaku menyediakan peningkatan dalam permukaan penyejatan dengan mencipta cermin besar cecair, memecahkannya menjadi aliran dan titisan, atau membentuk filem nipis yang mengalir ke bawah permukaan muncung. Peningkatan dalam keamatan haba dan pemindahan jisim semasa penyejatan juga dicapai dengan meningkatkan kelajuan medium gas berbanding permukaan cecair. Walau bagaimanapun, peningkatan dalam kelajuan ini tidak seharusnya membawa kepada pemerangkapan cecair yang berlebihan oleh persekitaran gas dan peningkatan ketara dalam rintangan hidraulik radas. Penyejatan digunakan secara meluas dalam amalan perindustrian untuk membersihkan bahan, mengeringkan bahan, mengasingkan campuran cecair, dan penghawa dingin. Penyejukan air penyejatan digunakan dalam sistem bekalan air yang beredar di perusahaan. Yayasan Wikimedia. 2010. Peralihan dalam air daripada keadaan cair atau pepejal terkumpul kepada keadaan gas (wap). Biasanya, pencairan difahami sebagai peralihan cecair kepada wap yang berlaku pada permukaan bebas cecair. I. jasad pepejal dipanggil. sublimasi atau sublimasi. Ketergantungan tekanan... ... Ensiklopedia fizikal Pengewapan berlaku pada permukaan bebas cecair. Penyejatan dari permukaan pepejal dipanggil sublimasi... Besar Kamus ensiklopedia
Terdapat dua cara untuk cecair berubah menjadi keadaan gas: penyejatan dan pendidihan. Kedua-dua kaedah ini berbeza kerana penyejatan berlaku dari permukaan cecair, dan pendidihan berlaku sepanjang keseluruhan isipadu. Mendidih adalah proses yang cepat, dan dari air mendidih untuk jangka pendek tiada kesan yang tinggal, ia bertukar menjadi wap. Penyejatan berlaku pada sebarang suhu, tanpa mengira tekanan, yang dalam keadaan normal sentiasa menghampiri 760 mmHg. Seni. Penyejatan, tidak seperti mendidih, adalah proses yang sangat perlahan. Sebotol cologne yang kami terlupa tutup akan kosong dalam beberapa hari; Piring dengan air akan duduk lebih lama, tetapi lambat laun ia akan menjadi kering. Kadar penyejatan bergantung kepada beberapa sebab: A) Kadar sejatan bergantung kepada jenis cecair. Cecair yang molekulnya menarik antara satu sama lain dengan daya yang kurang menyejat lebih cepat. Malah, dalam kes ini, ia boleh mengatasi graviti dan terbang keluar dari cecair. bilangan yang lebih besar molekul. B) Penyejatan berlaku semakin cepat semakin tinggi suhu cecair. Semakin tinggi suhu cecair, semakin banyak bilangan molekul yang bergerak pantas di dalamnya yang boleh mengatasi daya tarikan molekul sekeliling dan terbang menjauhi permukaan cecair. C) Kadar penyejatan cecair bergantung kepada luas permukaannya. Sebab ini dijelaskan oleh fakta bahawa cecair menguap dari permukaan, dan mengapa kawasan yang lebih besar permukaan cecair, semakin banyak bilangan molekul yang terbang secara serentak daripadanya ke udara. D) Penyejatan cecair berlaku lebih cepat dengan angin. Serentak dengan peralihan molekul daripada cecair kepada wap, proses terbalik. Bergerak secara rawak di atas permukaan cecair, beberapa molekul yang meninggalkannya kembali kepadanya semula. Oleh itu, jisim cecair dalam bekas tertutup tidak berubah, walaupun cecair itu terus menguap. Untuk kajian yang anda perlukan: A) bekas kaca pelbagai kawasan keratan rentas, bikar B) penimbang sekolah C) cecair pelbagai ketumpatan (air tawar, alkohol, minyak bunga matahari) D) lobak merah, kentang, epal, roti hitam D) termometer A) Kajian kebergantungan kadar sejatan pada jenis cecair yang disejat. Untuk mengkaji pergantungan ini, pelajar mengambil 3 bekas yang sama, mengisinya dengan alkohol, air tawar, minyak bunga matahari dan memerhatikan penyejatan. Catatkan tarikh dan masa permulaan eksperimen, merekodkan masa penyejatan lengkap setiap cecair yang dikaji secara berurutan. Berdasarkan keputusan pengukuran, satu jadual disusun di mana kadar penyejatan cecair direkodkan mengikut tahap pengurangan. Jenis cecair 24. 11. 25. 11. 27. 11. 1. 12. 10. 12. 15. 12. 20. 12. 2006 2006 2006 2006 2006 2006 2006 Air tawar 10mg 8mg 5mg 2mg 1mg 0mg 0mg Alkohol 10mg 7mg 4mg 0mg 0mg 0mg 0mg Mentega masin 10mg 9.5mg 9mg 8mg 7mg 6mg 5mg Oleh kerana proses penyejatan digunakan secara meluas dalam mengeringkan buah-buahan, beri, sayur-sayuran dan cendawan, tugas ini sangat penting. Pelajar secara eksperimen menentukan peratusan hasil produk kering bagi setiap jenis dan merangka jadual hasil produk pertanian kering: Jenis produk Berat produk segar Berat produk kering Hasil produk kering dalam % berat awal Epal 207g 300mg 31g 15% Lobak merah 34g 300mg 4g 900mg 14% Kentang 80g 710mg 16g 9mg 21% Roti (hitam) 46g 100mg 25g 250mg 55% Aplikasi praktikal hasil teori dan eksperimen. Berdasarkan data yang diperoleh, pelajar membuat keputusan untuk mengira keuntungan sebenar daripada sebuku roti hitam untuk membuat keropok. 1. roti (750g) – 10 rubel. 1. pek keropok (50 g) – 6 rubel. Menggunakan data jadual, kami mengira berapa banyak keropok yang diperoleh daripada satu roti: 46.1 g – 25.25 g Jumlah: 411 g Mari kita kira berapa paket keropok ini boleh kita buat: 411/50 = 8.2 (pek) Kemudian kos satu pek: 8.2 * 6 = 49.2 (gosok.) 49.2 – 10 = 39.2 (gosok.) Tetapi, kos pengeluaran mesti diambil kira, upah pekerja dan pembungkusan. Walaupun sebahagian daripada jumlah itu boleh diberi pampasan oleh fakta bahawa roti itu tidak dibeli segar, dan tidak dijual tepat pada masanya. Menurut data yang diperoleh, penyejatan cecair bergantung kepada ketumpatannya: daripada ketumpatan yang lebih tinggi, semakin perlahan cecair menyejat. Jenis cecair Ketumpatan cecair, kg/cub. m Masa penyejatan, jam. Air tawar 1000 580 Alkohol 800 145 Minyak bunga matahari 1000 5800 Perlu diberi perhatian adalah hakikat bahawa dengan ketumpatan yang sama air tawar dan minyak bunga matahari, kadar sejatan cecair ini adalah berbeza (pelajar mengira ketumpatan minyak itu sendiri menggunakan bikar dan penimbang pelajar). Menggunakan kesusasteraan tambahan dan pengetahuan yang telah diperoleh daripada kursus kimia, fakta ini dapat dijelaskan oleh fakta bahawa air adalah bahan bukan organik, dan terdapat ikatan khas antara molekul - hidrogen. Sambungan ini sangat lemah. Minyak merujuk kepada bahan organik. Ini adalah ester daripada gliserol alkohol trihidrik dan asid karboksilik. Oleh kerana strukturnya yang kompleks, sambungan ini akan menjadi lebih stabil. B) Kajian penyejatan daripada suhu cecair. hidup dapur gas Letakkan bekas dengan air dan biarkan mendidih. Kemudian pelajar menurunkan bekas dengan cecair: alkohol dan air tawar. Menurut jadual takat didih bahan, kita dapati bahawa takat didih air ialah 100 darjah, dan takat didih alkohol ialah 78 darjah. Isipadu cecair dan kawasan sejatan adalah sama. Nama bahan Penyejatan pada suhu bilik, jam. Penyejatan pada takat didih, jam. Alkohol 30 0.07 Air tawar 120 0.25 Kajian menunjukkan bahawa pada suhu tinggi, penyejatan berlaku lebih cepat daripada pada suhu bilik. Fenomena ini dijelaskan oleh fakta bahawa apabila suhu meningkat, kelajuan molekul meningkat, dan mereka dengan mudah meninggalkan permukaan cecair. C) Kajian tentang pergantungan kadar sejatan pada luas permukaan cecair sejat. Untuk percubaan, anda memerlukan: A) 3 jenis cecair (air tawar, alkohol, minyak bunga matahari) B) 3 set bikar, setiap satu mengandungi 3 bikar dengan luas permukaan bebas yang berbeza. Kami mengira kawasan permukaan cecair sejat: Jenis cecair Diameter bikar, cm Luas keratan, cm Besar 6.6 34.1946 Purata 3.5 9.61625 Kecil 3 7,065 Jenis cecair Masa Sejatan, jam, besar Masa Sejatan, jam, sederhana Masa Sejatan, jam, kecil Air tawar 120 420 580 Alkohol 30 105 145 Minyak bunga matahari 1200 4100 5800 (Pelajar mengira eksperimen dengan minyak menggunakan nisbah bahagian minyak yang tersejat dan masa ia sejat) Selepas menamatkan eksperimen, kami sampai pada kesimpulan: kadar penyejatan adalah berkadar terus dengan luas permukaan bebas. Dalam eksperimen, perlu mengambil kira ketidaktepatan dan ralat pengukuran. D) Kajian tentang pergantungan kadar sejatan pada angin. Untuk percubaan, anda memerlukan: A) 2 jenis cecair (alkohol, air tawar) B) 4 kapal yang sama. Nama bahan Tanpa angin, jam Dengan angin, jam Air tawar 120 19 Eksperimen menunjukkan bahawa apabila terdapat angin, penyejatan berlaku lebih cepat daripada apabila tiada angin. Pengalaman ini menerangkan pengeringan pakaian dan lopak air yang cepat selepas hujan. Berlaku daripada permukaan bebas cecair. Sublimasi, atau sublimasi, i.e. Peralihan bahan daripada pepejal kepada keadaan gas juga dipanggil penyejatan. Dari pemerhatian setiap hari diketahui bahawa jumlah sebarang cecair (petrol, eter, air) yang terletak di dalam bekas terbuka secara beransur-ansur berkurangan. Cecair tidak hilang tanpa jejak - ia berubah menjadi wap. Penyejatan adalah salah satu jenis pengewapan. Jenis lain adalah mendidih. Bagaimanakah penyejatan berlaku? Molekul mana-mana cecair berada dalam gerakan yang berterusan dan rawak, dan semakin tinggi suhu cecair, semakin banyak tenaga kinetik molekul. Nilai purata tenaga kinetik mempunyai nilai tertentu. Tetapi bagi setiap molekul tenaga kinetik boleh sama ada lebih besar atau kurang daripada purata. Jika terdapat molekul berhampiran permukaan dengan tenaga kinetik yang mencukupi untuk mengatasi daya tarikan antara molekul, ia akan terbang keluar dari cecair. Perkara yang sama akan diulangi dengan molekul cepat yang lain, dengan yang kedua, ketiga, dsb. Terbang keluar, molekul ini membentuk wap di atas cecair. Pembentukan wap ini adalah penyejatan. Apabila molekul yang lebih cepat terbang keluar dari cecair semasa penyejatan, tenaga kinetik purata molekul yang tinggal dalam cecair menjadi semakin kurang. Ini bermakna tenaga dalaman cecair penyejatan berkurangan. Oleh itu, jika tiada kemasukan tenaga ke cecair dari luar, suhu cecair yang menyejat berkurangan, cecair menjadi sejuk (inilah sebabnya, khususnya, seseorang yang berpakaian basah lebih sejuk daripada yang kering, terutamanya dalam angin). Walau bagaimanapun, apabila air dituangkan ke dalam gelas menguap, kita tidak perasan penurunan suhunya. Bagaimana kita boleh menjelaskan perkara ini? Hakikatnya ialah penyejatan dalam kes ini berlaku perlahan-lahan, dan suhu air dikekalkan malar kerana pertukaran haba dengan udara sekeliling, dari mana ia memasuki cecair. jumlah yang diperlukan kemesraan. Ini bermakna agar penyejatan cecair berlaku tanpa mengubah suhunya, tenaga mesti diberikan kepada cecair. Jumlah haba yang mesti disalurkan kepada cecair untuk membentuk satu unit jisim wap pada suhu malar dipanggil haba pengewapan. Tidak seperti mendidih, penyejatan berlaku pada sebarang suhu, namun, apabila suhu cecair meningkat, kadar penyejatan meningkat. Semakin tinggi suhu cecair, semakin banyak molekul yang bergerak pantas mempunyai tenaga kinetik yang mencukupi untuk mengatasi daya tarikan zarah jiran dan terbang keluar dari cecair, dan semakin cepat penyejatan berlaku. Kadar sejatan bergantung kepada jenis cecair. Cecair meruap yang daya interaksi antara molekulnya kecil (contohnya, eter, alkohol, petrol) menyejat dengan cepat. Jika anda menjatuhkan cecair sedemikian pada tangan anda, anda akan berasa sejuk. Sejat dari permukaan tangan, cecair sedemikian akan menyejukkan dan menghilangkan sedikit haba daripadanya. Kadar penyejatan cecair bergantung pada luas permukaan bebasnya. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa cecair menyejat dari permukaan, dan semakin besar luas permukaan bebas cecair, semakin banyak bilangan molekul yang terbang secara serentak ke udara. Dalam bekas terbuka, jisim cecair secara beransur-ansur berkurangan disebabkan oleh penyejatan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kebanyakan molekul wap tersebar ke udara tanpa kembali ke cecair (tidak seperti apa yang berlaku dalam bekas tertutup). Tetapi sebahagian kecil daripadanya kembali kepada cecair, dengan itu memperlahankan penyejatan. Oleh itu, dengan angin, yang membawa pergi molekul wap, penyejatan cecair berlaku lebih cepat. Penyejatan bermain peranan penting dalam tenaga, teknologi penyejukan, dalam proses pengeringan, penyejatan penyejatan. Contohnya, dalam teknologi angkasa lepas, kenderaan turun disalut dengan bahan yang cepat sejat. Apabila melalui atmosfera planet, badan peranti menjadi panas akibat geseran, dan bahan yang menutupinya mula menguap. Sejat, ia menyejukkan kapal angkasa, dengan itu menyelamatkannya daripada terlalu panas. Pemeluwapan(dari lat. kondensasi- pemadatan, pemeluwapan) - peralihan bahan daripada keadaan gas (wap) kepada keadaan cecair atau pepejal. Adalah diketahui bahawa dengan kehadiran angin, cecair menguap lebih cepat. kenapa? Hakikatnya ialah serentak dengan penyejatan dari permukaan cecair, pemeluwapan berlaku. Pemeluwapan berlaku disebabkan oleh fakta bahawa beberapa molekul wap, bergerak secara rawak ke atas cecair, kembali kepadanya semula. Angin membawa molekul yang terbang keluar dari cecair dan tidak membenarkannya kembali. Pemeluwapan juga boleh berlaku apabila wap tidak bersentuhan dengan cecair. Ia adalah pemeluwapan yang menerangkan, sebagai contoh, pembentukan awan: molekul wap air yang naik di atas tanah, dalam lapisan atmosfera yang lebih sejuk, dikumpulkan ke dalam titisan air yang kecil, yang terkumpul adalah awan. Pemeluwapan wap air di atmosfera juga mengakibatkan hujan dan embun. Semasa penyejatan, cecair menyejuk dan, menjadi lebih sejuk daripada persekitaran, mula menyerap tenaganya. Semasa pemeluwapan, sebaliknya, sejumlah haba dilepaskan ke dalam persekitaran, dan suhunya meningkat sedikit. Jumlah haba yang dibebaskan semasa pemeluwapan jisim unit adalah sama dengan haba penyejatan.Bagaimana cecair menyejat
Peranan dalam kehidupan tumbuhan
Hubungan dengan seseorang
ciri umum
Tahap molekul
Keseimbangan termodinamik
Baro-, resapan haba
Kadar penyejatan
Persamaan
Reka bentuk peranti
Permohonan
lihat juga
kesusasteraan
Pautan
Lihat apa itu "Sejatan" dalam kamus lain:
Mekanisme penyejatan.
Penyerapan tenaga semasa penyejatan.
Kadar penyejatan cecair.
Aplikasi penyejatan dalam teknologi.
Pemeluwapan.
