Piesātināts tvaiks un tā īpašības

Izglītība:

Protams, daudziem bija jāseko attēlam,jo pēc kāda brīža atverams konteiners ar ūdeni ir tukšs. Ja tas ir pārklāts ar vāku, ūdens neaizbrauc. Iemesls ir labi zināms - ūdens iztvaiko. Šīs parādības izskaidrojums ir vienkāršs: dažām ūdens molekulām ir pietiekami liels ātrums, lai atstātu šķidrumu. Šo šķidruma pārejas procesu gāzveida stāvoklī sauc par iztvaikošanu.

Vēl viens process, proti, tvaika konversija uzšķidrums, sauc par kondensāciju. Šie divi procesi, iztvaikošana un kondensācija turpina pastāvīgi: daži ūdens iztvaiko, daži kondensējas. Ja tilpums virs ūdens virsmas ir neierobežots, tad iztvaikošanas process ir noteicošais. Iztvaicēts ūdens tiek noņemts, jo, piemēram, notiek virs atvērtā ūdens virsmas, un šķidrums pāriet gāzveida stāvoklī - tvaiki.

Bet, ja brīvas vietas apjoms pārsniedzšķidrums ir ierobežots, tad rodas nedaudz atšķirīga situācija. Iztvaicēts ūdens nevar atstāt šo tilpumu, un virs ūdens virsmas veidojas piesātināts tvaiks. Tas ir tvaika nosaukums līdzsvara stāvoklī, kad iztvaikotā ūdens un kondensēto tvaiku daudzums ir vienāds. Ūdens nesamazinās un nenāk, starp iztvaikošanu un kondensāciju rodas līdzsvars.

Tagad mēs zinām, kas ir piesātināts tvaiks, un tāīpašības mums var būt ziņkārīgs. No paša sākuma mēs noskaidrojām, ka brīvās telpas tilpums virs šķidruma virsmas ir ierobežots. Piesātināts tvaiks veido virs tā. Un ja tagad šis bezmaksas apjoms ir samazināts? Kas notiks? Šajā gadījumā tiek pārkāpts vienmērīgs līdzsvars starp kondensāciju un iztvaikošanu. Koncentrācijas process sāk dominēt, mitruma saturs palielināsies, un tvaiks samazināsies.

Tvaika spiediens, pie kura tas atrodaslīdzsvaru ar šķidrumu sauc piesātināta tvaika spiediens. Ja mēs samazinām brīvas vietas daudzumu virs ūdens, tad tvaika spiediens palielinās. Šīs sekas ir tvaika pāreja ūdenī. Ar paaugstinātu spiedienu šķidrums aizņem mazāk vietas nekā piesātināts tvaiks. No tā izriet vēl viens secinājums: ja temperatūra ir nemainīga, tad piesātināta tvaika spiediens jebkuram tilpumam ir vienāds.

Ir vēl viens tvaika izturēšanās variants -tilpums virs ūdens virsmas ir samazināts, un tvaika padeve šķidrumā nenotiek. Tādējādi virs virsmas ir nepiesātināta tvaika. Vēlāk, kad tilpums samazinās nemainīgā temperatūrā, tvaiks sāk pārvērsties ūdenī, kas nozīmē, ka ir izveidojies piesātināts tvaiks. Bet tas nebija nekas, ka stāvoklis bija noteikts, ka viss notiek nemainīgā temperatūrā. Tam ir noteikta vērtība, kurā tvaiks var kļūt par šķidrumu.

Šo vērtību sauc par kritisko temperatūru. Viela paliek gāze temperatūrā virs kritiskās temperatūras, bet, ja tā ir zemāka par kritisko, gāze kļūst par šķidrumu. Katrai vielai ir sava kritiskā temperatūra. Ir vērts atzīmēt vēl divas tvaika īpašības: tas var būt gan mitrs, gan sauss piesātināts tvaiks. Miesā ir ūdens pilieni, un sausā tvaika nesatur mitrumu.

Pastāv arī tā sauktais pārkarsēts tvaiks -Tas ir sausais tvaiks ar temperatūru virs kritiskās. Šajā gadījumā tiek uzskatīts, ka slēgtā tilpumā nav šķidruma un ir tikai tvaiks. Pārsildīts tvaiks galvenokārt tiek izmantots inženierzinātnēs un enerģētikā. Pārkarsētā tvaika augstā temperatūra ļauj to transportēt ar tvaika caurulēm un tiek izmantota tvaika turbīnās. Sakarā ar ūdens trūkumu pārkarsētā tvaikā turbīnu kalpošanas laiks palielinās.

Rakstā ir apskatīts, kas ir piesātināts tvaiks, tā veidi un īpašības, kā arī tā veidošanās un pārveidošanas process šķidrumā.