Бидний эргэн тойрон дахь ертөнцөд асар олон янзын физик үзэгдэл, үйл явц байнга, тасралтгүй явагддаг. Хамгийн чухал нь ууршилтын үйл явц юм. Энэ үзэгдлийн хэд хэдэн урьдчилсан нөхцөл бий. Энэ нийтлэлд бид тус бүрийг илүү нарийвчлан шинжлэх болно.
Ууршилт гэж юу вэ?
Энэ нь бодисыг хий эсвэл уур хэлбэрт шилжүүлэх үйл явц юм. Энэ нь зөвхөн шингэн тууштай бодисын хувьд ердийн зүйл юм. Гэсэн хэдий ч үүнтэй төстэй зүйл хатуу биетүүдэд ажиглагддаг бөгөөд зөвхөн энэ үзэгдлийг сублимация гэж нэрлэдэг. Үүнийг цогцосыг сайтар ажигласнаар харж болно. Жишээлбэл, саван цаг хугацааны явцад хатаж, хагарч эхэлдэг нь түүний найрлага дахь усны дусал ууршиж, H2O хэлбэрт шилждэгтэй холбоотой юм.
Физикийн тодорхойлолт
Ууршилт нь шингэсэн энергийн эх үүсвэр нь фазын шилжилтийн дулаан байдаг эндотермик процесс юм. Үүнд хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг орно:
- холбогдсон молекулуудын хооронд тасрах үед молекулын таталцлын хүчийг даван туулахад шаардагдах тодорхой хэмжээний дулаан;
- шингэн бодисыг уур эсвэл хий болгон хувиргах явцад молекулуудыг тэлэх ажилд шаардагдах дулаан.
Энэ яаж болж байна?
Бодис шингэн төлөвөөс хий төлөвт шилжих нь хоёр янзаар явагдана:
- Ууршилт нь шингэн бодисын гадаргуугаас молекулууд гадагшилдаг процесс юм.
- Буцалгах гэдэг нь бодисыг буцалгах үеийн тодорхой дулаанд температурыг хүргэснээр шингэнээс уурших үйл явц юм.
Хэдийгээр эдгээр хоёр үзэгдэл нь шингэн бодисыг хий болгон хувиргадаг боловч тэдгээрийн хооронд мэдэгдэхүйц ялгаа бий. Буцалгах нь зөвхөн тодорхой температурт явагддаг идэвхтэй процесс бөгөөд ууршилт нь ямар ч нөхцөлд явагддаг. Өөр нэг ялгаа нь буцалгах нь шингэний бүх зузааны шинж чанартай байдаг бол хоёр дахь үзэгдэл нь зөвхөн шингэн бодисын гадаргуу дээр тохиолддог.
Ууршилтын молекул кинетик онол
Хэрэв бид энэ үйл явцыг молекулын түвшинд авч үзвэл дараах байдалтай болно:
- Шингэн бодис дахь молекулууд байнга эмх замбараагүй хөдөлгөөнд оршдог бөгөөд бүгд тэс өөр хурдтай байдаг. Үүний зэрэгцээ таталцлын хүчний улмаас бөөмс бие биедээ татагддаг. Тэд хоорондоо мөргөлдөх бүрт хурд нь өөрчлөгддөг. Хэзээ нэгэн цагт зарим нь маш өндөр хурдтай болж, таталцлын хүчийг даван туулах боломжийг олгодог.
- Шингэний гадаргуу дээр гарч ирсэн эдгээр элементүүд нь кинетик энергитэй тул тэдгээрийг даван туулах чадвартай.молекул хоорондын холбоог үүсгэж, шингэнийг үлдээнэ.
- Шингэн бодисын гадаргуугаас эдгээр маш хурдан молекулууд нисдэг бөгөөд энэ үйл явц тасралтгүй, тасралтгүй явагддаг.
- Агаарт гарсан даруйд тэд уур болж хувирдаг - үүнийг ууршилт гэж нэрлэдэг.
- Үүний үр дүнд үлдсэн бөөмсийн дундаж кинетик энерги улам бүр багасна. Энэ нь шингэний хөргөлтийг тайлбарладаг. Хүүхэд байхдаа бид халуун шингэнийг илүү хурдан хөргөхийн тулд үлээж сургаж байсныг санаарай. Бид усны ууршилтыг хурдасгаж, температур илүү хурдан буурсан нь харагдаж байна.
Энэ нь ямар хүчин зүйлээс хамаардаг вэ?
Энэ үйл явцыг явуулахад олон нөхцөл шаардлагатай. Энэ нь усны тоосонцор байдаг бүх газраас ирдэг: эдгээр нь нуур, тэнгис, гол мөрөн, бүх нойтон зүйл, амьтан, хүмүүсийн биеийн бүрхэвч, түүнчлэн ургамлын навч юм. Ууршилт нь хүрээлэн буй ертөнц болон бүх амьд оршнолуудын хувьд маш чухал бөгөөд зайлшгүй шаардлагатай үйл явц гэж дүгнэж болно.
Энэ үзэгдэлд нөлөөлж буй хүчин зүйлүүд:
- Ууршилтын хурд нь шингэний найрлагаас шууд хамаардаг. Тэд тус бүр өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг нь мэдэгдэж байна. Жишээлбэл, ууршилтын дулаан бага байдаг бодисууд илүү хурдан хувирдаг. Архи, энгийн усны ууршилт гэсэн хоёр процессыг харьцуулж үзье. Эхний тохиолдолд хийн төлөвт шилжих нь илүү хурдан явагддаг, учир нь архины ууршилт ба конденсацийн хувийн дулаан нь 837 кЖ / кг, усны хувьд бараг 3 дахин их байдаг.илүү - 2260 кЖ/кг.
- Хурд нь шингэний анхны температураас бас хамаарна: өндөр байх тусам уур хурдан үүсдэг. Жишээлбэл, нэг аяга ус авч үзье, савны дотор буцалж буй ус байгаа үед ууршилт нь усны температур бага байх үеийнхээс хамаагүй өндөр хурдтай явагддаг.
- Энэ үйл явцын хурдыг тодорхойлдог өөр нэг хүчин зүйл бол шингэний гадаргуугийн талбай юм. Жижиг тавагтай харьцуулахад том диаметртэй аяганд халуун шөл хурдан хөргөдөг гэдгийг санаарай.
- Агаар дахь бодисын тархалтын хурд нь ууршилтын хурдыг ихээхэн тодорхойлдог, өөрөөр хэлбэл тархалт хурдан явагдах тусам ууршилт хурдан явагддаг. Жишээлбэл, хүчтэй салхитай үед усны дусал нуур, гол мөрөн, усан сангуудын гадаргуугаас илүү хурдан ууршдаг.
- Өрөөн доторх агаарын температур бас чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Бид энэ талаар доор дэлгэрэнгүй ярих болно.
Агаарын чийгшил ямар үүрэгтэй вэ?
Уурших үйл явц хаа сайгүй тасралтгүй, тасралтгүй явагддаг тул агаарт үргэлж усны тоосонцор байдаг. Молекулын хувьд тэдгээр нь H2O бүлэг элемент шиг харагддаг. Агаар мандалд байгаа усны уурын хэмжээнээс хамааран шингэн уурших боломжтой бөгөөд энэ коэффициентийг агаарын чийгшил гэж нэрлэдэг. Энэ нь хоёр төрлөөр ирдэг:
- Харьцангуй чийгшил гэдэг нь агаар дахь усны уурын хэмжээг ижил температурт ханасан уурын нягттай харьцуулсан харьцаа юм. Жишээлбэл, 100% оноо нь үүнийг илтгэнэагаар мандал H2O.
- Үнэмлэхүй нь агаар дахь усны уурын нягтыг f үсгээр тэмдэглэж, 1м3 агаарт хичнээн хэмжээний усны молекул агуулагдаж байгааг харуулдаг.
молекулуудаар бүрэн ханасан байна.
Ууршилтын процесс ба агаарын чийгшлийн хоорондын хамаарлыг дараах байдлаар тодорхойлж болно. Агаарын харьцангуй чийгшил бага байх тусам дэлхийн гадаргуу болон бусад биетийн ууршилт хурдан явагдана.
Янз бүрийн бодисын ууршилт
Өөр өөр бодисуудад энэ үйл явц өөр өөрөөр явагддаг. Жишээлбэл, архи нь ууршилтын хувийн дулаан багатай тул олон шингэнээс хурдан ууршдаг. Ихэнхдээ ийм шингэн бодисыг дэгдэмхий гэж нэрлэдэг, учир нь усны уур бараг ямар ч температурт ууршдаг.
Архи нь өрөөний температурт ч ууршиж болно. Дарс эсвэл архи бэлтгэх явцад архи нь сарны туяагаар дамждаг бөгөөд зөвхөн буцалгах цэгт хүрдэг бөгөөд энэ нь ойролцоогоор 78 градустай тэнцдэг. Гэхдээ анхны бүтээгдэхүүнд (жишээлбэл, нухаш) янз бүрийн үнэрт тос, устай хослуулсан байдаг тул архины бодит ууршилтын температур арай өндөр байх болно.
Конденсаци ба сублимация
Данханд ус буцалгах бүрт дараах үзэгдэл ажиглагдаж болно. Ус буцалгах үед шингэн төлөвөөс хийн төлөвт шилждэг гэдгийг анхаарна уу. Энэ нь иймэрхүү байдлаар тохиолддог: усны уурын халуун тийрэлтэтданхнаас хошуугаараа өндөр хурдтайгаар нисдэг. Энэ тохиолдолд үүссэн уур нь цоргоноос гарах хэсэгт шууд харагдахгүй, харин түүнээс богино зайд байдаг. Энэ процессыг конденсац гэж нэрлэдэг, өөрөөр хэлбэл усны уур нь бидний нүдэнд харагдахуйц хэмжээгээр өтгөрүүлдэг.
Хатуу биетийн ууршилтыг сублимация гэнэ. Үүний зэрэгцээ тэдгээр нь шингэний үе шатыг тойрч, нэгтгэх төлөвөөс хийн төлөвт шилждэг. Сублимацийн хамгийн алдартай тохиолдол нь мөсөн талстуудтай холбоотой байдаг. Анхны хэлбэрээрээ мөс нь хатуу бөгөөд 0 хэмээс дээш температурт хайлж, шингэн төлөвт ордог. Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд сөрөг температурт мөс нь шингэний фазыг алгасаж уур хэлбэрт шилждэг.
Ууршилтын хүний биед үзүүлэх нөлөө
Ууршилтын ачаар бидний биед дулааны зохицуулалт үүсдэг. Энэ процесс нь өөрөө хөргөх системээр явагддаг. Халуун халуун өдөр биеийн тодорхой хөдөлмөр эрхэлдэг хүн маш халуун болдог. Энэ нь дотоод энергийг нэмэгдүүлдэг гэсэн үг юм. Мөн та бүхний мэдэж байгаагаар 42 хэмээс дээш температурт хүний цусан дахь уураг бүлэгнэж эхэлдэг бөгөөд хэрэв энэ үйл явцыг цаг тухайд нь зогсоохгүй бол үхэлд хүргэдэг.
Өөрийгөө хөргөх систем нь ердийн амьдралын температурыг зохицуулахаар бүтээгдсэн. Температур нь зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнд хүрэхэд арьсны нүх сүвээр идэвхтэй хөлрөх нь эхэлдэг. Тэгээд дараа нь арьсны гадаргуугаас үүсдэгбиеийн илүүдэл энергийг шингээдэг ууршилт. Өөрөөр хэлбэл ууршилт нь биеийг хэвийн байдалд оруулахад хувь нэмэр оруулдаг үйл явц юм.
