Ətrafımızdakı dünyada çoxlu sayda müxtəlif fiziki hadisə və proseslər daim və davamlı olaraq baş verir. Ən vaciblərindən biri buxarlanma prosesidir. Bu fenomen üçün bir neçə ilkin şərt var. Bu yazıda onların hər birini daha ətraflı təhlil edəcəyik.
Buxarlanma nədir?
Bu, maddələrin qaz və ya buxar halına çevrilməsi prosesidir. Yalnız maye konsistensiyalı maddələr üçün xarakterikdir. Ancaq bərk cisimlərdə oxşar bir şey müşahidə olunur, yalnız bu fenomen sublimasiya adlanır. Bunu cəsədləri diqqətlə müşahidə etməklə görmək olar. Məsələn, sabun qabı zaman keçdikcə quruyur və çatlamağa başlayır, bunun səbəbi onun tərkibindəki su damcılarının buxarlanması və H2O qaz halına keçməsidir.
Fizikada tərif
Buxarlanma endotermik prosesdir, burada udulmuş enerjinin mənbəyi faza keçidinin istiliyidir. Buraya iki komponent daxildir:
- birləşdirilmiş molekullar arasında fasilə olduqda molekulyar cazibə qüvvələrinin öhdəsindən gəlmək üçün lazım olan müəyyən istilik miqdarı;
- maye maddələrin buxar və ya qaza çevrilməsi prosesində molekulların genişləndirilməsi işi üçün tələb olunan istilik.
Bu necə olur?
Maddənin maye haldan qaz halına keçməsi iki yolla baş verə bilər:
- Buxarlanma molekulların maye maddənin səthindən çıxması prosesidir.
- Qaynama, temperaturu maddənin xüsusi qaynama istiliyinə çatdırmaqla mayedən buxarlanma prosesidir.
Bu hadisələrin hər ikisinin maye maddəni qaza çevirməsinə baxmayaraq, onlar arasında əhəmiyyətli fərqlər var. Qaynama yalnız müəyyən bir temperaturda baş verən aktiv bir prosesdir, buxarlanma isə istənilən şəraitdə baş verir. Digər fərq ondan ibarətdir ki, qaynama mayenin bütün qalınlığı üçün xarakterikdir, ikinci hadisə isə yalnız maye maddələrin səthində baş verir.
Buxarlanmanın Molekulyar Kinetik Nəzəriyyəsi
Bu prosesi molekulyar səviyyədə nəzərdən keçirsək, o zaman belə baş verir:
- Maye maddələrin tərkibindəki molekullar daimi xaotik hərəkətdədirlər, onların hamısı tamamilə fərqli sürətlərə malikdir. Bu vaxt zərrəciklər cazibə qüvvələrinin təsiri ilə bir-birlərini cəzb edirlər. Hər dəfə bir-biri ilə toqquşanda sürətləri dəyişir. Bəzi məqamlarda bəziləri çox yüksək sürət inkişaf etdirir və bu onlara cazibə qüvvələrinin öhdəsindən gəlməyə imkan verir.
- Mayenin səthində peyda olan bu elementlər elə kinetik enerjiyə malikdirlər ki, onların öhdəsindən gələ bilirlər.molekullararası bağlar yaradır və mayeni tərk edir.
- Maye maddənin səthindən uçan bu ən sürətli molekullardır və bu proses davamlı və davamlı olaraq baş verir.
- Havada olduqdan sonra buxara çevrilirlər - buna buxarlanma deyilir.
- Bunun nəticəsi olaraq, qalan hissəciklərin orta kinetik enerjisi getdikcə daha kiçik olur. Bu, mayenin soyumasını izah edir. Uşaqlıqda bizə isti mayenin daha tez soyuması üçün üfürməyi öyrətdiyini xatırlayın. Məlum olub ki, biz suyun buxarlanması prosesini sürətləndirmişik və temperatur daha sürətlə aşağı düşüb.
Hansı amillərdən asılıdır?
Bu prosesin baş verməsi üçün bir çox şərt lazımdır. Su hissəciklərinin olduğu hər yerdən gəlir: bunlar göllər, dənizlər, çaylar, bütün yaş obyektlər, heyvanların və insanların cəsədlərinin örtükləri, həmçinin bitki yarpaqlarıdır. Belə nəticəyə gəlmək olar ki, buxarlanma ətraf aləm və bütün canlılar üçün çox əhəmiyyətli və əvəzedilməz bir prosesdir.
Bu fenomenə təsir edən amillər bunlardır:
- Buxarlanma dərəcəsi birbaşa mayenin özündən asılıdır. Məlumdur ki, onların hər birinin özünəməxsus xüsusiyyətləri var. Məsələn, buxarlanma istiliyinin aşağı olduğu maddələr daha sürətli çevriləcəkdir. İki prosesi müqayisə edək: spirtin və adi suyun buxarlanması. Birinci halda, qaz halına çevrilmə daha sürətli baş verir, çünki spirt üçün buxarlanma və kondensasiyanın xüsusi istiliyi 837 kJ / kq, su üçün isə demək olar ki, üç dəfədir.daha çox - 2260 kJ/kq.
- Sürət həm də mayenin ilkin temperaturundan asılıdır: nə qədər yüksək olarsa, buxar bir o qədər tez əmələ gəlir. Nümunə olaraq, bir stəkan suyu götürək, qabın içərisində qaynar su olduqda, suyun temperaturu aşağı olduqdan daha yüksək sürətlə buxarlanma baş verir.
- Bu prosesin sürətini təyin edən digər amil mayenin səth sahəsidir. Unutmayın ki, isti şorba kiçik nəlbəki ilə müqayisədə böyük diametrli qabda daha tez soyuyur.
- Maddələrin havada paylanma sürəti əsasən buxarlanma sürətini müəyyən edir, yəni diffuziya nə qədər tez baş verirsə, bir o qədər tez buxarlanma baş verir. Məsələn, güclü küləklər zamanı su damcıları göllərin, çayların və su anbarlarının səthindən daha tez buxarlanır.
- Otaqdakı havanın temperaturu da mühüm rol oynayır. Bu barədə aşağıda ətraflı danışacağıq.
Havanın rütubətinin rolu nədir?
Buxarlanma prosesi hər yerdən davamlı və davamlı olaraq getdiyinə görə havada həmişə su hissəcikləri olur. Molekulyar formada onlar H2O elementləri qrupuna bənzəyirlər. Atmosferdəki su buxarının həcmindən asılı olaraq mayelər buxarlana bilir, bu əmsal havanın rütubəti adlanır. O, iki növdə gəlir:
- Nisbi rütubət havadakı su buxarının miqdarının eyni temperaturda doymuş buxarın sıxlığına faizlə nisbətidir. Məsələn, 100% bal göstəriratmosfer H2O molekulları ilə tamamilə doymuşdur.
- Mütləq havadakı su buxarının sıxlığını xarakterizə edir, f hərfi ilə işarələnir və 1m3 havada nə qədər su molekulunun olduğunu göstərir.
Buxarlanma prosesi ilə havanın rütubəti arasında əlaqə aşağıdakı kimi müəyyən edilə bilər. Havanın nisbi rütubəti nə qədər aşağı olarsa, yerin səthindən və digər obyektlərdən bir o qədər tez buxarlanma baş verəcək.
Müxtəlif maddələrin buxarlanması
Müxtəlif maddələrdə bu proses fərqli şəkildə gedir. Məsələn, spirt aşağı xüsusi buxarlanma istiliyinə görə bir çox mayelərdən daha tez buxarlanır. Çox vaxt belə maye maddələr uçucu adlanır, çünki su buxarı demək olar ki, istənilən temperaturda onlardan buxarlanır.
Spirt hətta otaq temperaturunda da buxarlana bilər. Şərab və ya araq hazırlamaq prosesində, spirt moonshine vasitəsilə idarə olunur, yalnız təxminən 78 dərəcəyə bərabər olan qaynama nöqtəsinə çatır. Bununla belə, spirtin faktiki buxarlanma temperaturu bir qədər yüksək olacaq, çünki orijinal məhsulda (məsələn, püre) müxtəlif aromatik yağlar və su ilə birləşmədir.
Kondensasiya və sublimasiya
Çaynikdə hər dəfə su qaynayanda aşağıdakı hadisə müşahidə oluna bilər. Qeyd edək ki, su qaynayan zaman maye haldan qaz halına keçir. Bu şəkildə baş verir: su buxarı ilə isti bir jetyüksək sürətlə çaydandan musluğu vasitəsilə uçur. Bu vəziyyətdə, əmələ gələn buxar birbaşa musluğun çıxışında deyil, ondan qısa bir məsafədə görünür. Bu proses kondensasiya adlanır, yəni su buxarı gözümüzə görünəcək dərəcədə qalınlaşır.
Bərk cismin buxarlanmasına sublimasiya deyilir. Eyni zamanda onlar maye mərhələsini keçərək aqreqasiya vəziyyətindən qaz halına keçirlər. Ən məşhur sublimasiya hadisəsi buz kristalları ilə bağlıdır. İlkin formada buz bərkdir, 0°C-dən yuxarı temperaturda maye halını alaraq əriməyə başlayır. Lakin bəzi hallarda mənfi temperaturda buz maye fazadan yan keçərək buxar formasına keçir.
Buxarlanmanın insan orqanizminə təsiri
Buxarlanma sayəsində bədənimizdə termorequlyasiya baş verir. Bu proses özünü soyutma sistemi vasitəsilə baş verir. İsti qızmar gündə müəyyən fiziki əməklə məşğul olan insan çox isti olur. Bu o deməkdir ki, daxili enerjini artırır. Və bildiyiniz kimi, 42°-dən yuxarı temperaturda insan qanında zülal laxtalanmağa başlayır, bu proses vaxtında dayandırılmazsa, ölümlə nəticələnəcək.
Özünü soyutma sistemi normal həyat üçün temperaturu tənzimləmək üçün hazırlanmışdır. Temperatur icazə verilən maksimum səviyyəyə çatdıqda, dəridəki məsamələrdən aktiv tərləmə başlayır. Və sonra dərinin səthindən meydana gəlirartıq bədən enerjisini udan buxarlanma. Başqa sözlə desək, buxarlanma orqanizmin normal vəziyyətə soyumasına töhfə verən bir prosesdir.
