Նկարը բոլորին է ծանոթ՝ վառարանի վրա կրակի վրա դրված է մի կաթսա ջուր։ Ջուրը ցրտից աստիճանաբար տաքանում է, ուստի առաջին փուչիկները հայտնվում են նրա մակերեսին, և շուտով այն ամբողջը ուրախանում է: Որքա՞ն է ջրի գոլորշիացման ջերմությունը: Մեզանից ոմանք դպրոցական ծրագրից հիշում են, որ բնական մթնոլորտային ճնշման ժամանակ ջրի ջերմաստիճանը չի կարող գերազանցել 100 °C-ը։ Իսկ ովքեր չեն հիշում կամ չեն հավատում, կարող են օգտագործել համապատասխան ջերմաչափ և համոզվել՝ պահպանելով անվտանգության միջոցները։
Բայց ինչպե՞ս կարող է դա լինել: Ի վերջո, կրակը դեռ վառվում է կաթսայի տակ, այն էներգիան տալիս է հեղուկին, իսկ ո՞ւր է գնում, եթե ջուրը չի տաքացնում։ Պատասխան՝ էներգիան օգտագործվում է ջուրը գոլորշու վերածելու համար։
Ուր է գնում էներգիան
Սովորական կյանքում մենք սովոր ենք մեզ շրջապատող նյութի երեք վիճակներին՝ պինդ, հեղուկ և գազային: Պինդ վիճակում մոլեկուլները կոշտ ամրացված են բյուրեղային ցանցում։ Բայց դա չի նշանակում նրանց լիակատար անշարժություն, ցանկացած ջերմաստիճանում, քանի դեռ այն առնվազն մեկ աստիճանով բարձր է -273 ° C-ից (սա բացարձակ զրո է), մոլեկուլները թրթռում են։ Ավելին, թրթռման ամպլիտուդը կախված է ջերմաստիճանից։ Երբ տաքացվում է, էներգիան փոխանցվում էնյութի մասնիկները, և այդ քաոսային շարժումները դառնում են ավելի ինտենսիվ, և այնուհետև որոշակի պահին հասնում են այնպիսի ուժի, որ մոլեկուլները հեռանում են ցանցի բներից. նյութը դառնում է հեղուկ։
Հեղուկ վիճակում մոլեկուլները ձգողական ուժով սերտորեն կապված են միմյանց հետ, թեև դրանք ամրագրված չեն տարածության որոշակի կետում: Նյութի կողմից ջերմության հետագա կուտակման դեպքում մոլեկուլների մի մասի քաոսային թրթիռներն այնքան մեծ են դառնում, որ մոլեկուլների միմյանց ձգող ուժը հաղթահարվում է, և նրանք հեռանում են իրարից։ Նյութի ջերմաստիճանը դադարում է բարձրանալ, ամբողջ էներգիան այժմ փոխանցվում է մասնիկների հաջորդ և հաջորդ խմբաքանակներին, և այսպես, քայլ առ քայլ թավայի ամբողջ ջուրը գոլորշու տեսքով լցնում է խոհանոցը։
Յուրաքանչյուր նյութ այս գործընթացն իրականացնելու համար պահանջում է որոշակի քանակությամբ էներգիա: Ջրի գոլորշիացման ջերմությունը, ինչպես մյուս հեղուկները, վերջավոր է և ունի հատուկ արժեքներ։
Ինչ միավորներով է չափվում
Ցանկացած էներգիա (նույնիսկ շարժում, նույնիսկ ջերմություն) չափվում է ջոուլներով: Ջոուլը (J) անվանվել է հայտնի գիտնական Ջեյմս Ջուլի պատվին։ Թվային առումով 1 Ջ էներգիա կարելի է ստանալ, եթե որոշակի մարմին մղվի 1 մետր հեռավորության վրա 1 Նյուտոն ուժով։
Նախկինում ջերմությունը չափելու համար նրանք օգտագործում էին այնպիսի հասկացություն, ինչպիսին է «կալորիականությունը»: Համարվում էր, որ ջերմությունը այնպիսի ֆիզիկական նյութ է, որը կարող է հոսել ցանկացած մարմնից կամ դուրս գալ: Որքան շատ է այն «արտահոսել» ֆիզիկական մարմին, այնքան ավելի տաք է: Հին դասագրքերում դուք դեռ կարող եք գտնել այս ֆիզիկական մեծությունը: Բայց դա ջոուլի վերածելը դժվար չէ, բավական է բազմապատկել 4-ով,19.
Հեղուկները գազերի վերածելու համար պահանջվող էներգիան կոչվում է գոլորշիացման հատուկ ջերմություն: Բայց ինչպես հաշվարկել այն: Մի բան է ջրի փորձանոթը գոլորշու վերածելը, և մեկ այլ բան՝ հսկայական նավի գոլորշու շարժիչի բաքը:
Հետևաբար, օրինակ, H2O-ի համար ջերմային ճարտարագիտության մեջ նրանք գործում են «ջրի գոլորշիացման հատուկ ջերմության» հայեցակարգով (J/kg - չափման միավոր): Եվ այստեղ հիմնական բառը «կոնկրետ» է։ Համարվում է էներգիայի այն քանակությունը, որն անհրաժեշտ է 1 կգ հեղուկ նյութը գոլորշու վերածելու համար։
Արժեքը նշվում է լատիներեն L տառով: Արժեքը չափվում է ջոուլներով 1 կգ-ի համար:
Որքա՞ն էներգիա է պահանջում ջուրը
Ջրի գոլորշիացման տեսակարար ջերմությունը չափում են հետևյալ կերպ՝ N-ի քանակը լցնում են տարայի մեջ, բերում եռման աստիճանի։ Մեկ լիտր ջրի գոլորշիացման վրա ծախսվող էներգիան կլինի ցանկալի արժեքը։
Չափելով, թե որն է ջրի գոլորշիացման հատուկ ջերմությունը՝ գիտնականները մի փոքր զարմացան։ Գազի վերածվելու համար ջուրն ավելի շատ էներգիա է պահանջում, քան Երկրի վրա տարածված բոլոր հեղուկները՝ սպիրտների ամբողջ շարքը, հեղուկացված գազերը և նույնիսկ ավելին, քան մետաղները, ինչպիսիք են սնդիկը և կապարը:
Այսպիսով, ջրի գոլորշիացման ջերմությունը 2,26 մՋ/կգ է։ Համեմատության համար՝
- սնդիկի համար՝ 0,282 մՋ/կգ;
- կապարն ունի 0,855 մՋ/կգ:
Իսկ եթե հակառակն է:
Ի՞նչ կպատահի, եթե գործընթացը շրջեք, հեղուկը խտացնեք: Ոչ մի առանձնահատուկ բան, կա էներգիայի պահպանման օրենքի հաստատում. խտացնելիսմեկ կիլոգրամ հեղուկի գոլորշիից արտազատվում է նույնքան ջերմություն, որքան անհրաժեշտ է այն նորից գոլորշու վերածելու համար: Հետևաբար, «գոլորշիացման և խտացման հատուկ ջերմություն» տերմինը ավելի հաճախ հանդիպում է տեղեկատու աղյուսակներում:
Ի դեպ, այն փաստը, որ ջերմությունը գոլորշիացման ժամանակ ներծծվում է, հաջողությամբ օգտագործվում է կենցաղային և արդյունաբերական տեխնիկայում արհեստական ցուրտ ստեղծելու համար։
