3. Suv bug'i va uning xossalari

3.1. Suv bug'i. Asosiy tushunchalar va ta'riflar.

Bug 'turbinalari, bug 'dvigatellari, atom elektr stantsiyalari, turli xil issiqlik almashinuvchilaridagi sovutish suvi eng keng tarqalgan ishchi suyuqliklardan biri hisoblanadi. suv bug'i. Steam - qaynayotgan suyuqlikka yaqin holatdagi gazsimon jism. bug'lanish Moddaning suyuq holatdan bug 'holatiga o'tish jarayoni. Bug'lanish - suyuqlik yuzasidan har doim har qanday haroratda sodir bo'ladigan bug'lanish. Muayyan haroratda, suyuqlikning tabiatiga va u joylashgan bosimga qarab, suyuqlikning butun massasida bug'lanish boshlanadi. Bu jarayon deyiladi qaynash . Bug'lanishning teskari jarayoni deyiladi kondensatsiya . Bundan tashqari, u doimiy haroratda ishlaydi. O'tish jarayoni qattiq to'g'ridan-to'g'ri bug'ga chaqiriladi sublimatsiya . Bug'ning qattiq holatga o'tishining teskari jarayoni deyiladi desublimatsiya . Suyuqlik cheklangan joyda (bug 'qozonlarida) bug'langanda, bir vaqtning o'zida teskari hodisa sodir bo'ladi - bug 'kondensatsiyasi. Agar kondensatsiya tezligi bug'lanish tezligiga teng bo'lsa, dinamik muvozanat o'rnatiladi. Bu holda bug 'maksimal zichlikka ega va deyiladi to'yingan bug ' . Agar bug 'harorati haroratdan yuqori bo'lsa to'yingan bug ' bir xil bosim, keyin bunday bug 'deb ataladi haddan tashqari qizib ketgan . O'ta qizib ketgan bug'ning harorati va to'yingan bug'ning bir xil bosimdagi harorati o'rtasidagi farq deyiladi haddan tashqari qizib ketish darajasi . O'ta qizdirilgan bug'ning o'ziga xos hajmi to'yingan bug'ning o'ziga xos hajmidan katta bo'lganligi sababli, qizib ketgan bug'ning zichligi to'yingan bug'ning zichligidan kamroq. Shuning uchun, o'ta qizib ketgan bug ' to'yinmagan bug ' . Cheklangan bo'shliqda, harorat va bosimni o'zgartirmasdan, oxirgi tomchi suyuqlik bug'langanda, a quruq to'yingan bug ' . Bunday bug'ning holati bitta parametr - bosim bilan belgilanadi. Quruq va mayda suyuqlik tomchilarining mexanik aralashmasi deyiladi nam bug ' . Quruq bug'ning massa ulushi nam bug ' chaqirdi quruqlik darajasi –X.

X\u003d m cn / m ch,

m cn - quruq bug'ning namdagi massasi; m vp - ho'l bug'ning massasi. Suyuqlikning nam bug'dagi massa ulushi deyiladi namlik darajasi –da.

da= 1 – .

To'yingan haroratda qaynayotgan suyuqlik uchun  = 0, quruq bug 'uchun -  = 1.

3.2 Nam havo. Mutlaq va nisbiy namlik.

Atmosfera havosi texnologiyada keng qo'llaniladi: ishchi suyuqlik sifatida (havo sovutgichlarida, konditsionerlarda, issiqlik almashtirgichlarda va quritgichlarda) va yoqilg'ini yoqish uchun komponent sifatida (ichki yonuv dvigatellarida, gaz turbinali qurilmalarda, bug 'generatorlarida).

Quruq havo suv bug'ini o'z ichiga olmaydi havo deb ataladi. Atmosfera havosi har doim bir oz suv bug'ini o'z ichiga oladi.

nam havo quruq havo va suv bug'ining aralashmasidir.

Issiqlik texnikasida ba'zi gazsimon jismlar bug' deb ataladi. Masalan, gaz holatidagi suv suv bug'i, ammiak - ammiak bug'i deb ataladi.

Keling, suv va bug'ning termodinamik xususiyatlarini batafsil ko'rib chiqaylik. (1-6).

Xuddi shu nomdagi suyuqlikdan bug 'hosil bo'lishi orqali sodir bo'ladi bug'lanish va qaynatish . Bu jarayonlar o'rtasida tub farq bor. Suyuqlikning bug'lanishi faqat ochiq yuzadan sodir bo'ladi. Yuqori tezlikka ega bo'lgan alohida molekulalar qo'shni molekulalarning tortishishini engib, atrofdagi kosmosga uchib ketishadi. Bug'lanish tezligi suyuqlikning harorati bilan ortadi. Qaynatishning mohiyati shundaki, bug 'hosil bo'lishi asosan suyuqlikning o'zida bug' pufakchalari ichida bug'lanishi tufayli sodir bo'ladi. Suv bug'ining quyidagi holatlari mavjud:

nam bug ';

quruq to'yingan bug ';

o'ta qizdirilgan bug '.

Atmosfera havosi (nam havo) bo'lishi mumkin:

o'ta to'yingan nam havo;

to'yingan nam havo;

to'yinmagan nam havo.

haddan tashqari to'yingan Nam havo quruq havo va nam suv bug'ining aralashmasidir. Tabiiy hodisa - tuman. To'yingan Nam havo quruq havo va quruq to'yingan suv bug'ining aralashmasidir. to'yinmagan Nam havo quruq havo va qizib ketgan suv bug'ining aralashmasidir.

Bug 'va havoga nisbatan "ho'l" atamasining tubdan farqli ma'nolarini ta'kidlash kerak. Agar bug 'tarkibida nozik dispers suyuqlik bo'lsa, nam deb ataladi. Texnologiyani qiziqtirgan barcha holatlarda nam havo o'ta qizib ketgan yoki quruq to'yingan suv bug'ini o'z ichiga oladi. Umumiy holda, nam havo nam suv bug'ini ham o'z ichiga olishi mumkin (masalan, bulutlar), lekin bu holat texnik ahamiyatga ega emas va bundan keyin ko'rib chiqilmaydi.

Atmosfera (nam) havoda har bir komponent o'zining qisman bosimi ostida, nam havo haroratiga teng haroratga ega va butun hajm bo'ylab teng taqsimlanadi.

Quruq havo va suv bug'ining gazsimon aralashmasi sifatida nam havoning termodinamik xususiyatlari ideal gazlarga xos bo'lgan qonunlarga muvofiq aniqlanadi.

Nam havo jarayonlarini loyihalash odatda aralashmadagi quruq havo miqdori o'zgarmasligi sharti bilan amalga oshiriladi. O'zgaruvchan - aralashmaning tarkibidagi suv bug'ining miqdori. Shuning uchun nam havoni tavsiflovchi o'ziga xos qiymatlar 1 kg quruq havoga tegishli.

Nam havo bosimi Dalton qonuni bilan aniqlanadi:

R=Rv+Rp, (3.1)

Qayerda Rv - qisman bosim quruq havo, kPa; Pp - suv bug'ining qisman bosimi, kPa.

Klapeyron - Mendeleyev tenglamasini yozamiz

nam havo PV=MRT; (3.2)

quruq havo P B V=M B R B T; (3.3)

suv bug P P V=M P R P T, (3.4)

bu erda V - nam havoning hajmi, m 3; M, M V, M P - mos ravishda nam, quruq havo va suv bug'ining massasi, kg; R, R V, R P – mos ravishda nam, quruq havo va suv bug‘ining gaz konstantasi, kJ/(kgK); T - mutlaq harorat nam havo, K.

Havoning mutlaq namligi - 1 m 3 nam havo tarkibidagi suv bug'ining miqdori. U  P bilan belgilanadi va kg / m 3 yoki g / m 3 da o'lchanadi. Boshqacha qilib aytganda, u havodagi suv bug'ining zichligini ifodalaydi:  P \u003d R P / (R P T). Bu aniq

 P \u003d M P / V, bu erda V - M massali nam havo hajmi.

Nisbiy namlik  - ma'lum bir holatda havoning mutlaq namligining nisbati mutlaq namlik to'yingan havo (H) bir xil haroratda.

: qiymati bo'yicha havoning ikkita xarakterli holatini qayd etish mumkin<100 %, при этом Р П <Р Н и водяной пар перегретый, а влажный воздух ненасыщенный;=100 %, при этом Р П =Р Н и водяной пар сухой насыщенный, а влажный воздух насыщенный. Температура, до которой необходимо охлаждать ненасыщенный влажный воздух, чтобы содержащийся в нем перегретый пар стал сухим насыщенным, называется температурой точки росы t Н.

3.3 id - nam havoning diagrammasi

Birinchi marta nam havo uchun id - diagrammasi prof. OK. Ramzin. Hozirgi vaqtda u konditsionerlik, quritish, shamollatish va isitish tizimlarini hisoblashda qo'llaniladi. Vid - abscissa bo'ylab diagrammada quruq havoning namligi d, g / kg, ordinata bo'ylab esa nam havoning o'ziga xos entalpiyasi i, kJ / kg quruq havo ko'rsatilgan. Id - diagrammada chizilgan alohida chiziqlarni yanada qulayroq joylashtirish uchun u qiya koordinatalarda qurilgan bo'lib, unda abscissa o'qi y o'qiga 135 ° burchak ostida chizilgan.

Koordinata o'qlarining bunday joylashishi bilan x o'qiga parallel bo'lishi kerak bo'lgan i=const to'g'ri chiziqlar qiya boradi. Hisoblash qulayligi uchun d ning qiymatlari gorizontal koordinata o'qiga tushiriladi.

d=const chiziqlar y o'qiga parallel to'g'ri chiziqlar shaklida, ya'ni. vertikal. Bundan tashqari, t C =const, t M =const izotermlari (diagrammadagi kesik chiziqlar) id.-diagrammada doimiy nisbiy namlik qiymatlari qatorida (.=5% dan =100 gacha) chizilgan. %). Doimiy nisbiy namlik qiymatlari =const chiziqlari faqat 100 ° izotermagacha, ya'ni havodagi qisman bug 'bosimi P P atmosfera bosimidan kam bo'lgunga qadar quriladi. P P P ga teng bo'lgan paytda, bu chiziqlar. jismoniy ma'nosini yo'qotadi, buni (10) tenglamadan ko'rish mumkin, bunda P P = P da namlik miqdori d=const.

Doimiy nisbiy namlik egri chizig'i =100% butun diagrammani ikki qismga ajratadi. Uning bu chiziq ustida joylashgan qismi bug 'o'ta qizib ketgan holatda bo'lgan to'yinmagan nam havo maydonidir. Chiziq ostidagi diagrammaning  = 100% qismi to'yingan nam havo maydonidir.

=100% da quruq va hoʻl termometrlarning koʻrsatkichlari bir xil boʻlganligi uchun t C =t M , u holda izotermalar t C =t M =const =100% chiziqda kesishadi.

Diagrammada berilgan nam havoning holatiga mos keladigan nuqtani topish uchun diagrammada ko'rsatilganlardan ikkita parametrini bilish kifoya. Tajriba o'tkazishda tajribada osonroq va aniqroq o'lchanadigan parametrlardan foydalanish tavsiya etiladi. Bizning holatlarimizda bu parametrlar quruq va ho'l lampalarning harorati.

Ushbu haroratlarni bilib, diagrammada mos keladigan izotermlarning kesishish nuqtasini topish mumkin. Shu tarzda topilgan nuqta nam havoning holatini aniqlaydi va id - diagrammasidan siz boshqa barcha havo parametrlarini aniqlashingiz mumkin: namlik miqdori - d; nisbiy namlik -, havo entalpiyasi -i; qisman bug 'bosimi - R P, shudring nuqtasi harorati - t M.

Suv bug'lari yuqori bosim va nisbatan past haroratga ega, u davlatga yaqin

suyuqlik, shuning uchun ideal gazlarda bo'lgani kabi, uning molekulalari va ularning hajmi orasidagi birlashish kuchlarini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. Shuning uchun suv bug'ining holatining parametrlarini aniqlash uchun ideal gazlar holati tenglamalaridan foydalanish mumkin emas, ya'ni.

pv ≠ RT juftligi.

Qaynatish va bug'lanish jarayonlari o'rtasidagi farq nima?

Suyuqlik bug'langanda va qaynayotganda bug'ga aylanishi mumkin. bug'lanish orqali faqat suyuqlik yuzasidan va har qanday haroratda sodir bo'ladigan bug'lanish deb ataladi. Bug'lanish tezligi suyuqlikning tabiatiga va uning haroratiga bog'liq. Agar suyuqlik ustida cheksiz bo'sh joy bo'lsa, suyuqlikning bug'lanishi to'liq bo'lishi mumkin. Bug'lanish jarayonida bug'lanish faqat suyuqlikning erkin yuzasida sodir bo'ladi. Bu ikki tomonlama jarayon bo'lib, unda molekulalarning bir qismi suyuqlikdan chiqib ketishi bilan birga molekulalarning qisman suyuqlikka qaytishi sodir bo'ladi. Jarayonda qaynash suyuqlikning butun massasida bug 'hosil bo'ladi. Suyuqlik qizdirilganda undagi gazlarning eruvchanligi pasayadi, buning natijasida suv joylashgan idishning pastki va devorlarida pufakchalar hosil bo'ladi. Pufakchalar ichidagi isitish jarayonida suyuqlik bug'lana boshlaydi va ma'lum bir haroratda pufakchalar ichidagi to'yingan bug'ning bosimi tashqi bosimga teng bo'ladi. Bu vaqtda pufakchalar uzilib, suyuqlik qaynay boshlaydi. Shunday qilib, agar suyuqlik yuzasidan har qanday haroratda bug'lanish sodir bo'lsa, qaynash ma'lum bir bosim va harorat uchun aniq bir haroratda sodir bo'ladi. qaynash nuqtasi yoki to'yinganlik harorati.

P-V koordinatalarida bug'lanish jarayonini tasvirlang.

Har qanday bosimdagi suvning dastlabki harorati uchun haroratni oling t=0°C. Shunday qilib, 1-rasmdagi I chiziq haroratga ega bo'lgan turli bosimdagi sovuq suyuqlik deb ataladigan holatlarga mos keladi. 0°S(sovuq suyuqlik izotermasi). da suvning o'ziga xos hajmi t=0°C 0,001 m3/kg ga teng qabul qilingan. Suvning ozgina siqilishi tufayli I chiziq deyarli vertikal tekis chiziq bo'lib chiqadi. Ushbu to'g'ri chiziqning chap tomonida suv va muzning muvozanatli yashash maydoni joylashgan. Kelib chiqishi uchun u, i va s suv uchun uch nuqtani hisobga olish odatiy holdir TT (p 0 =611 Pa, t 0 =0,01 0 Rezyume 0 =0,00100 m 3 /kg). Bosimning suv hajmining o'zgarishiga ta'sirini e'tiborsiz qoldirib, u I qatordagi barcha davlatlar uchun hisobga olinadi v 0 \u003d 0,00100 m 3 / kg, u 0 =0, i 0 =0 va s 0 =0. Isitish bosqichidagi suvning oxirgi holati (nuqta b) bosimga bog'liq bo'lgan qaynash nuqtasining berilgan bosimidagi yutuq bilan aniqlanadi. Kimdan pv- diagramma shuni ko'rsatadiki, bosim oshishi bilan qaynash nuqtasi ortadi. Bu qaramlik empirik tarzda aniqlanadi. Har xil bosim uchun qaynoq suvning holatlari pastki chegara egri chizig'i deb ataladigan II chiziqqa to'g'ri keladi. Bu qaynoq suvning o'ziga xos hajmlarining bosimga bog'liqligini tasvirlaydi. Pastki chegara egri chizig'ida quruqlik darajasi X= 0. Qaynayotgan suvning parametrlari ularning bosimi yoki haroratiga qarab jadvallarda keltirilgan.

Bug 'generatorining bug'lanish pallasida amalga oshiriladigan qaynoq suvga keyingi issiqlik ta'minoti suyuqlik ichidagi tez bug'lanish va suvning bir qismini bug'ga o'tishi bilan birga keladi. Shunday qilib, sayt b-c suyuqlik va bug' (ho'l to'yingan bug') aralashmasining muvozanat holatiga mos keladi. Ushbu jarayonning har bir nuqtasida suv tarkibidagi quruq to'yingan bug'ning massa ulushi (quruqlik darajasi) bilan tavsiflanadi. X).

Ushbu bosqichdagi yakuniy holat suyuqlikning to'yinganlik haroratiga teng haroratga ega bo'lgan bug'ga to'liq aylanishi bilan tavsiflanadi ( t c =t n) berilgan bosimda. Bunday bug ', yuqorida aytib o'tilganidek, quruq to'yingan bug' deb ataladi.

Bug'lanish jarayoni b-c bir vaqtning o'zida izobar ( p=p 1 =const) va izotermik ( T=T 1 =const). Bunday holda, sarflangan issiqlik haroratni ko'tarish uchun emas, balki faqat molekulalar orasidagi tortishish kuchlarini engish va bug'ning kengayish ishiga sarflanadi.

To'yinganlik harorati orasida ekanligini hisobga olsak t n va bosim R aniq munosabatlar mavjud, quruq to'yingan bug'ning holati faqat bitta parametr - bosim yoki harorat bilan belgilanadi.

Quruq to'yingan bug'ning turli bosimdagi holatlari yuqori chegara egri chizig'i deb ataladigan III chiziqqa mos keladi. Yuqori chegara egri chizig'ida har bir nuqtada quruqlik darajasi aniq x=1.

Shuni ta'kidlash kerakki, bug'lanish jarayonida suvning solishtirma hajmi keskin ortadi. Shunday qilib, suv uchun R= 0,1 MPa qaynoq suvning o'ziga xos hajmi v\u003d 0,001043 m 3 / kg, quruq to'yingan bug'ning o'ziga xos hajmi esa 1,696 m 3 / kg ni tashkil qiladi. Bosimning oshishi bilan bu farq kritik nuqtada ham kamayadi Kimga suv va bug'ning solishtirma hajmlari 0,00326 m 3 /kg ga teng. Qayerda t kr =374,15 0 FROM, a p kr=221,29 bar. Yuqori tanqidiy bosim va haroratlarda bug'lanish jarayoni yo'q. Izobarni kesib o'tishda suvning bug'ga o'tishi mavjud T kr .

Ho'l va quruq to'yingan bug' nima?

To'yingan haroratgacha qizdirilgan suv to'yingan suyuqlik deb ataladi. Suyuqlik va bug'ning qaynash nuqtasidagi aralashmasi deyiladi nam to'yingan bug '.Ho'l to'yingan bug'ga issiqlikni keyingi etkazib berish bilan uning hajmi ortadi va harorat doimiy bo'lib qoladi. Barcha suyuqlik bug'ga aylanadigan vaqt keladi - quruq to'yingan bug '. Quruq to'yingan bug'ning holati juda beqaror, chunki doimiy bosimda undan issiqlikning ozgina olib tashlanishi quruq bug'ning nam bug'ga aylanishi bilan bog'liq va ozgina issiqlik oqimi uni o'ta qizib ketgan bug'ga aylantiradi.

Steam tarkibi nima?

Bug'lanish issiqligi nima?

Moddaning bug'lanish issiqligi- 1 mol moddani qaynash nuqtasida bug 'holatiga o'tkazish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori. Joulda o'lchanadi.

O'ta qizigan bug' nima?

Quruq to'yingan bug'ga issiqlik berish davom ettirilsa, bug'ning hajmi va uning harorati - o'ta qizib ketgan bug'ning yanada oshishi kuzatiladi. O'ta qizib ketgan bug'ning holati nisbatan barqaror (amaliy foydalanish).

Kritik nuqtada suv bilan nima sodir bo'ladi?

Kritik nuqta- harorat va bosim qiymatlarining kombinatsiyasi, bunda moddaning suyuq va gazsimon fazalari xususiyatlaridagi farq yo'qoladi (ya'ni, bu nuqtada suyuq va gazsimon suvning zichligi va boshqa xususiyatlari mos keladi). Suv uchun kritik nuqtaga 374,2 ° C haroratda va 21,4 MPa bosimda katta qiyinchilik bilan erishiladi. Kritik nuqtaga yetganda, suv juda past yopishqoqlik, shaffoflik, tovush to'lqinlarining tezligining keskin pasayishi va oddiy sharoitlarga qaraganda uch baravar past zichlik bilan tavsiflanadi. Superkritik holat suyuqlik va gaz o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikdir. Superkritik holatdagi suv gaz kabi siqilishi mumkin va shu bilan birga, gazlar uchun xos bo'lmagan qattiq moddalarni eritishga qodir.

Entalpiya nima? Entalpiya bo'yicha bug'ning ichki energiyasi qanday aniqlanadi?

Entalpiya - termodinamik tizimning H holatining funksiyasi, tizimning ichki energiyasi U va bosim p va tizimning V hajmining ko'paytmasiga teng.

Binobarin,

Izobarik jarayonda (p = const) entalpiya o'sishi tizimga berilgan issiqlik miqdoriga teng.

Ho'l to'yingan bug'ning solishtirma hajmi, solishtirma entalpiyasi, ichki energiyasi va entropiyasi qanday aniqlanadi?

Quruqlik darajasi X bo'lgan nam bug'ning vx solishtirma hajmi quyidagi shartlarni hisobga olgan holda aniqlanadi. Quruq bug 'miqdori bo'lsa v"" va quruqlik darajasi X bo'lgan 1 kg nam bug'da X qism quruq bug' mavjud bo'lsa, u holda uning egallagan hajmi v"" X. Qolgan qismini (1 - X) hajmi teng bo'lgan suv egallaydi v"(1 - X), bu erda v" – suvning o'ziga xos hajmi. Shunday qilib, ho'l bug'ning o'ziga xos hajmi

v x= v"" X + v"(1 - X).

Odatda 1 > X > 0 qachondan beri v"" >>v", keyin biz yozishimiz mumkin

v x= v"" X.

Xuddi shunday, nam bug'ning o'ziga xos entalpiyasi

h x =h" + (h"-h")x = h" + rx,

nam bug'ning o'ziga xos ichki energiyasi

u x = u´+ (u´´-u´)x

nam bug'ning o'ziga xos entropiyasi

Ushbu maqolada biz ko'rib chiqamiz suv bug'i, bu suvning gaz holati.

Gaz holati tabiiy sharoitda tabiatda topilgan suvning uchta asosiy agregatsiya holatini bildiradi. Ushbu masala materialda batafsil ko'rib chiqiladi.

suv bug'i

Toza suv bug'i rangi va ta'mi yo'q. Bug'ning eng katta to'planishi troposferada kuzatiladi.

Suv bug'i atmosferada gazsimon holatda bo'lgan suvdir. Havodagi suv bug'ining miqdori juda katta farq qiladi; uning eng katta tarkibi 4% gacha. Suv bug'lari ko'rinmas; kundalik hayotda bug 'deb ataladigan narsa (sovuq havoda nafas olish bug'i, qaynoq suvdan bug' va boshqalar) tuman kabi suv bug'ining kondensatsiyasi natijasidir. Suv bug'ining miqdori atmosfera holati uchun eng muhim xarakteristikani aniqlaydi - havo namligi.

Geografiya. Zamonaviy tasvirlangan ensiklopediya. - M .: Rosman. Muharrirligida prof. A.P.Gorkina. 2006 yil.

Suv bug'i qanday hosil bo'ladi

Suv bug ' bug'lanishi natijasida hosil bo'ladi. Bug'lanish ikki jarayon - bug'lanish yoki qaynatish natijasida sodir bo'ladi. Bug'lanish jarayonida bug 'faqat moddaning yuzasida hosil bo'ladi, qaynayotganda suyuqlikning butun hajmida bug' hosil bo'ladi, bu qaynash jarayonida faol ravishda yuqoriga ko'tariladigan pufakchalardan dalolat beradi. Qaynayotgan suv suvli eritmaning kimyoviy tarkibiga va atmosfera bosimiga bog'liq bo'lgan haroratlarda sodir bo'ladi, qaynash nuqtasi butun jarayon davomida o'zgarishsiz qoladi. Steam, qaynash natijasida hosil bo'lgan, to'yingan deb ataladi. To'yingan bug ' o'z navbatida to'yingan quruq va to'yingan nam bug'larga bo'linadi. To'yingan nam bug ' harorati qaynash darajasida bo'lgan va shunga mos ravishda bug'ning o'zi va to'yingan suvning to'xtatilgan tomchilaridan iborat. quruq bug ' suv tomchilarini o'z ichiga olmaydi.

Bundan tashqari, nam bug'ning yanada qizdirilishi natijasida hosil bo'lgan "o'ta qizdirilgan bug'" ham mavjud, bu turdagi bug'lar yuqori haroratga va past zichlikka ega.

Suv bug'i sayyoramiz uchun bunday muhim jarayonning ajralmas elementidir.

Biz kundalik hayotda doimo bug'ga duch kelamiz, u paydo bo'ladi - suv qaynayotganda, dazmollashda, hammomga tashrif buyurganingizda choynakning nayidan yuqorida ... Ammo shuni unutmangki, yuqorida ta'kidlaganimizdek, tozalang. suv bug'i rangi va ta'mi yo'q. Jismoniy xossalari va sifatlari tufayli bug' uzoq vaqtdan beri insonning iqtisodiy faoliyatida amaliy qo'llanilishini topdi. Va nafaqat kundalik hayotda, balki yirik global muammolarni hal qilishda ham. Uzoq vaqt davomida bug 'tom ma'noda ham, majoziy ma'noda ham taraqqiyotning asosiy harakatlantiruvchi kuchi bo'lib kelgan. U bug 'dvigatellarining ishchi organi sifatida ishlatilgan, ulardan eng mashhuri parovozdir.

Inson tomonidan bug'dan foydalanish

Bug 'hali ham maishiy va sanoat ehtiyojlarida keng qo'llaniladi:

• gigiena maqsadlarida;
• dorivor maqsadlarda;
• yong'inlarni o'chirish uchun;
• bug'ning issiqlik xossalari ishlatiladi (issiqlik tashuvchisi sifatida bug') - bug 'qozonlari; bug'li kurtkalar (avtoklavlar va reaktorlar); "muzlatish" materiallarini isitish; issiqlik almashinuvchilari; isitish tizimlari; beton buyumlarni bug'lash; maxsus turdagi issiqlik almashtirgichlarda ...;
• bug' energiyasini harakatga aylantirishdan foydalaning - bug 'dvigatellari ...;
• sterilizatsiya va dezinfeksiya - oziq-ovqat sanoati, qishloq xo'jaligi, tibbiyot ...;
• namlagich sifatida bug' - temir-beton buyumlar ishlab chiqarishda; fanera; oziq-ovqat sanoatida; kimyo va parfyumeriya sanoatida; yog'ochni qayta ishlash sanoatida; qishloq xo'jaligi ishlab chiqarishida ...;

Xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki, suv bug'i o'zining barcha "ko'rinmasligi"ga qaramay, nafaqat Yer global ekotizimining muhim elementi, balki insonning iqtisodiy va iqtisodiy faoliyati uchun juda foydali moddadir.

"Steam" so'zida men hali boshlang'ich maktabda o'qiyotgan paytlarimni eslayman. Keyin maktabdan qaytgach, ota-onalar kechki ovqat tayyorlashga kirishib, gaz plitasiga bir qozon suv qo'yishdi. Va o'n daqiqadan so'ng, yirtqichlardan birinchi pufakchalar paydo bo'la boshladi. Bu jarayon meni doim hayratda qoldirgan, men unga abadiy qarashim mumkindek tuyulardi. Va keyin, pufakchalar paydo bo'lganidan bir muncha vaqt o'tgach, bug 'o'zi oqib chiqa boshladi. Bir kuni onamdan so'radim: "Bu oq bulutlar qayerdan keladi?" (Men ularni shunday chaqirardim). U menga javob berdi: "Bularning barchasi suvning isishi tufayli sodir bo'ladi". Javob bug' hosil bo'lish jarayoni haqida to'liq tasavvurni bermagan bo'lsa-da, maktab fizikasi darslarida men bug' haqida xohlagan hamma narsani bilib oldim. Shunday qilib...

Suv bug'i nima

Ilmiy nuqtai nazardan, suv bug'i oddiy suvning uchta jismoniy holatidan biri. Ma'lumki, suv qizdirilganda paydo bo'ladi. O'zi kabi bug'ning rangi ham, ta'mi ham, hidi ham yo'q. Ammo bug 'klublarining o'z bosimi borligini hamma ham bilmaydi, bu uning hajmiga bog'liq. Va u ifodalangan Paskal(mashhur olim sharafiga).

Suv bug'i bizni nafaqat oshxonada biror narsa pishirganda o'rab oladi. U doimo ko'cha havosi va atmosferasida mavjud. Va uning tarkibi foizi deyiladi "mutlaq namlik".

Suv bug'lari va uning xususiyatlari haqida faktlar

Shunday qilib, bu erda bir nechta qiziqarli fikrlar mavjud:

• harorat qanchalik baland bo'lsa, suvga ta'sir qiluvchi, bug'lanish jarayoni tezroq bo'ladi;
• Bundan tashqari, bug'lanish tezligi maydon kattaligi bilan ortadi suv joylashgan sirt. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, agar biz keng metall idishda kichik suv qatlamini isitishni boshlasak, unda bug'lanish juda tez sodir bo'ladi;
• O'simliklar nafaqat suyuq suvga, balki gazli suvga ham muhtoj.. Bu haqiqatni har qanday o'simlikning barglaridan bug'larning doimiy ravishda sovutilishi bilan izohlash mumkin. Issiq kunda daraxt bargiga tegishga harakat qiling - va siz uning salqinligini sezasiz;
• odamlar uchun ham xuddi shunday tizim yuqoridagi o'simliklar bilan biz bilan ishlaydi. Bug'lanish bizning terimizni issiq kunda sovutadi. Ajablanarlisi shundaki, hatto kichik yuklar bilan ham tanamiz soatiga taxminan ikki litr suyuqlik qoldiradi. Ko'tarilgan yuklar va issiq yoz kunlari haqida nima deyishimiz mumkin?

Bug'ning mohiyatini va uning dunyomizdagi rolini shunday tasvirlashingiz mumkin. Umid qilamanki, siz juda ko'p qiziqarli narsalarni kashf qildingiz!

Suv bug'i turli jarayonlarda, masalan, bug 'turbinasini aylantirish uchun ishchi suyuqlik sifatida ishlatiladi.

Bug 'odatda suyuqlikni qaynatish orqali hosil bo'ladi. Agar issiqlik doimiy bosimda suyuqlikka berilsa, suyuqlikning harorati ma'lum bir qiymatga ko'tariladi Tbp. Keyinchalik isitish bilan harorat doimiy bo'lib qoladi - suyuqlik qaynayotganda bug 'hosil bo'ladi.

Qaynatish- bu suyuqlikning asosiy qismidagi bug'lanish jarayoni, bug'lanish suyuqlikning faqat erkin yuzasidan sodir bo'ladi, agar suyuqlik ustidagi qisman bug' bosimi to'yingan bug' bosimidan past bo'lsa.

p - V diagrammasidagi qaynash jarayoni tasvirlangan izobar, bu ham izoterm.

Bug'lanishning solishtirma issiqligi (r, J/kg) -- 1 kg suyuqlikni bug'ga aylantirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori.

Termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra:

q = r = (u // - u /) + p(v // - v /), (69)

bu erda u // , v // - quruq to'yingan bug'ning solishtirma ichki energiyasi va solishtirma hajmi; u / , v / - suv uchun ham xuddi shunday.

(u // - u /) - suyuqlikning bug'ga o'tishida molekulalar orasidagi tortishish kuchlarini engish bilan bog'liq ichki energiyaning o'zgarishi. p(v // - v /) - bug 'kengayish ishidir.

Steam bo'lishi mumkin ho'l, quruq, to'yingan va qizib ketgan.

Nam bug ' qaynayotgan suyuqlik va quruq to'yingan bug' aralashmasidir. Bug 'massasining aralashmaning massasiga nisbati deyiladi bug'ning quruqlik darajasi.

Boshqa qiymat (1-x) ham ishlatiladi, deyiladi bug 'namlik darajasi:

(71)

Bug'lanish jarayonini tahlil qilish va suv bug'ining parametrlarini aniqlash uchun suv bug'ining i - S diagrammasi qo'llaniladi.

i–S diagrammasidagi asosiy egri chiziq to'yinganlik egri chizig'i unda tanqidiy nuqta ko'rsatilgan Kimga, bu egri chiziqni ikki chiziqqa ajratadi. K nuqtaning chap tomonida suvning qaynash chizig'i joylashgan. Bu chiziqda x = 0, ya'ni bug' yo'q. Kritik nuqtaning o'ng tomonida kondensatsiya chizig'i joylashgan bo'lib, u uchun x = 1, bu suvning yo'qligiga to'g'ri keladi. To'yinganlik egri chizig'i uning ustidagi tanqidiy nuqta bilan birgalikda butun diagrammani uchta hududga ajratadi. To'yinganlik egri chizig'i ostida quruqlik darajasi 0 bo'lgan nam bug'ning maydoni mavjud< x < 1. Над кривой насыщения слева от точки К имеет место состояние воды. Справа от критической точки над кривой насыщения расположена область сухого пара. Кроме кривой насыщения на i – S диаграмме проводятся изобары (p = const), изотермы (t = const) и линии постоянной степени сухости пара (x = const). Под кривой насыщения изотермы и изобары совпадают.

1-2-3-4 izobar bo'ylab harakatlanadigan doimiy bosimdagi suvni isitish jarayonini ko'rib chiqing (12-rasm). 1-2 bo'limda suv qaynash nuqtasiga qadar isitiladi. Buning uchun berilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdori i 2 va i 1 entalpiyalari orasidagi farq bilan aniqlanadi:

q suv \u003d i 2 - i 1

2-3 bo'limda suv doimiy haroratda qaynaydi. Bu yerdagi entalpiya farqi bug'lanishning o'ziga xos issiqligini aniqlaydi:

3-4-bo'limda quruq bug' haddan tashqari qizib ketgan. Bu hududda havo harorati ko'tariladi. Entalpiyaning oshishi bug'ning haddan tashqari qizishi uchun issiqlik xarajatlarini aniqlaydi:

q qizib ketish = i 4 - i 3

i - S diagrammasi haddan tashqari qizib ketgan bug 'ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan issiqlikning umumiy narxini aniqlash imkonini beradi:

q = q suv + r + q qizib ketish = ∆i suv + ∆i bug + ∆i haddan tashqari qizib ketish

Ishning oxiri -

Ushbu mavzu quyidagilarga tegishli:

Termodinamikaning asosiy tushunchalari. Termodinamikaning predmeti. Termodinamik tizim holatining asosiy parametrlari

Saytda o'qilgan: Ma'ruza matnlari Tayyorgarlik yo'nalishi o'quv rejasiga muvofiq fan: 260901 Tikuvchilik texnologiyasi. Omsk MAZMUNI...

Agar sizga ushbu mavzu bo'yicha qo'shimcha material kerak bo'lsa yoki siz qidirayotgan narsangizni topa olmagan bo'lsangiz, bizning ishlar ma'lumotlar bazasida qidiruvdan foydalanishni tavsiya etamiz:

Qabul qilingan material bilan nima qilamiz:

Agar ushbu material siz uchun foydali bo'lib chiqsa, uni ijtimoiy tarmoqlardagi sahifangizga saqlashingiz mumkin:

Ushbu bo'limdagi barcha mavzular:

Tarix ma'lumotnomasi
Termodinamika fan sifatida 18-asrdan birinchi bugʻ dvigatellari paydo boʻlgandan keyin rivojlana boshladi. 1824 yilda frantsuz muhandisi Sadi Karno issiqlik nazariyasi bo'yicha birinchi ishini nashr etdi

Termodinamik tizimning energiyasi
Tizimning umumiy energiyasi uning ichki va tashqi energiyasining yig'indisi, ya'ni mexanik energiya. E = U + Emech. mexanik energiya

Davlat tenglamalari
Termodinamik tizim holatining parametrlari - bosim p, hajm V va harorat T o'rtasidagi funksional bog'liqlik holat tenglamasi deyiladi. Bu uchun

Ideal gaz holati tenglamasi
Ideal gaz - bu ahamiyatsiz o'lchamlarga ega bo'lgan molekulalardan tashkil topgan gaz, ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Tenglama

Termodinamika qonunlari
Termodinamikaning birinchi qonuni (birinchi qonuni) Bu termodinamik jarayonlarga nisbatan qo'llaniladigan energiyaning saqlanish qonunidir. U quyidagicha tuzilgan: Issiqlik miqdori

Jami differensial holat
Matematik tahlildan ma'lumki, bir necha o'zgaruvchi F(x1, x2, x3, ...) funksiyaning differentsiallanishi quyidagicha ifodalanadi:

Qaytariladigan va qaytarilmas jarayonlar
Qaytariladigan va qaytarilmaydigan jarayonlarning ta'rifi muvozanatli va muvozanatsiz jarayonlar tushunchalari bilan bog'liq. Muvozanat jarayonlari tabiatda haqiqatda mavjud bo'lmagan ideal jarayonlar bo'lgani uchun

Muvozanat jarayonlarining mavjudlik shartlari va xossalari.
1. Harakat qiluvchi va qarama-qarshi kuchlar orasidagi cheksiz kichik farq. 2. To'g'ridan-to'g'ri jarayonda maksimal ishni bajarish. 3. Cheksiz bilan bog'liq jarayonning cheksiz sekin borishi

Gazlarning solishtirma issiqlik sig'imi
Tajriba yo'li bilan tanani isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori tana massasiga va oxirgi va dastlabki haroratlar orasidagi farqga mutanosib ekanligi aniqlandi. Q ~ m (T2 - T1

Doimiy bosim va doimiy hajmdagi issiqlik sig'imlari o'rtasidagi bog'liqlik.
Ichki energiyani hajm va harorat funktsiyasi sifatida olaylik: U = f (V, T) Bu funktsiyaning to'liq differentsialini yozamiz.

Termodinamikaning birinchi qonunidan
dQ = dL = p dV Adiabatik jarayon - bu atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi bo'lmagan jarayon. (dQ = 0) Termodinamikaning birinchi qonunidan: dQ = m

Termodinamikaning ikkinchi qonuni
Termodinamikaning birinchi qonuni ko'plab termodinamik masalalarni hal qilishga imkon beradi. Biroq, u davom etayotgan jarayonlarning yo'nalishi masalasini ko'rib chiqmaydi. Birinchi qonun nuqtai nazaridan, har qanday

Entropiyani hisoblash. Gibbs paradoksi.
(48) ifodadan entropiya differensialining ifodasini yozamiz: (48) holat id tenglamasidan

Statik bo'lmagan jarayonlar uchun termodinamikaning ikkinchi qonuni
Muvozanat sistemasida bir qiymatli holat funksiyasi - entropiyaning mavjudligi kvazistatik jarayonlar uchun termodinamikaning ikkinchi qonunini ifodalaydi. Keling, ushbu qonunni nostatik bilan bog'liq holda shakllantiramiz

Termodinamikaning uchinchi qonuni
Jismlar qizdirilganda va agregatsiya holati qattiq → suyuqlikdan o'zgarganda → gazsimon entropiya oshadi. Shunday qilib, minimal entropiya qattiq holatda tanaga ega bo'ladi

Termal davrlar
Issiqlik dvigatellarida foydali ishlarni uzluksiz ishlab chiqarish uchun ishchi suyuqlikning kengayishining davriy bosqichlariga ega bo'lish kerak. Bu faqat issiqlik dvigatelining ishlashi paytida ishlaydigan suyuqlik bo'lsa mumkin