Айнау. Кризистік температура.

6.2 Сабақ міндеті:

1.Ауаның ылғалдылығы мен қайнау туралы ұғындыру.

2.Білімгерлердің алған білімдерін тереңдету, дамыту.

3.Білімгерлерді ұқыптылыққа үйрету.

6.3 Дәріс тезисі:

Ауада үнемі су буы болады, сондықтан ауа ылғалды. Ауаның ылғалдылығын сипаттау үшін абсолют және салыстырмалы ылғалдық түсініктері бар.

Абсолют ылғалдық – бұл берілген температурада ауадағы су буының тығыздығы. Абсолют ылғалдылықтың хбж-гі өлшем бірлігі кг/м³. Ауаның ылғалдық дәрежесін, яғни оның құрғақ немесе ылғалды екенін анықтау үшін салыстырмалы ылғалдық делінген шама енгізеді. Берілген температурадан ауа құрамындағы су буы р парциал қысымының, сол температурадағы қаныққан будың р₀ қысымына процентпен өрнектеліп алынған қатынасы ауаның j салыстырмалы ылғалдылығы деп аталады:

;

r - су буының парциал қысымы

r_н – қаныққан бу қысымы.

Ауаның ылғалдылығын психрометр арқылы өлшейді.

Психрометр екі термометрден тұрады. Олардың бііреуінің резервуары құрғақ күйінде болады да ауаның температурасын көрсетеді. Екіншісінің резервуары бір ұшы суға батырылған шүберкпен оралады. Су буланады, осының нәтижесінде термометр салқындайды.Салыстырмалы ылғалдық 100%-ке тең болғанда су тіпті буланбайды және екі термометрдің де көрсетуі бірдей болады.Адам терісінің бетіндегі ылғалдық буланып кебу шамасы ауаның ылғалдылығына байланысты.Кітапханаларда ауа ылғалдылығын тиісті деңгейде ұстап тұру қажет.Тоқыма, кондитер және басқа өндірістердегі процестердің дұрыс жүруі үшін белгілі бір ылғалдық қажет.Метеорологияда ауа райын күні бұрын болжап айту үшін де ылғалдылықты білудің үлкен мәні зор. Адам үшін неғұрлым қолайлы болатын салыстырмалы ылғалдық (40-60%) ғарышкемеде.Егер қаныққан буы бар ауаны қыздырсақ онда бу қаныққан бола алмайды, бірақ ондағы су буы тығыздығы өзгермейді. Бұл жағдайда ауаның салыстырмалы ылғалдылығы төмендейді.Адам үшін қалыпты салыстырмалы ылғалдылық (50-60%) болып саналады.Су буы қаныққан буға айналатын температураны шық нүктесі деп атайды. Газ молекулаларына қарағанда сұйық молекулалары бір – біріне өте тығыз орналасқан. Сол себепті олар бір-бірімен күштірек әсерлеседі және сұйықтарды сығылмайды деуге де болады. Қайнау – сұйықтың барлық көлемінде және тұрақты температурада өтетін булану процесі немесе қайнау – сұйықтықтың тұтас көлемінде бу көпіршіктерінің пайда болып, олардың сұйық бетіне шығып буға айналуы. Егер сұйық бiрқалыпты қыздырылмаған болса, онда су көпiршiктерi қалқып шыққан кезде олардың iшiндегi қысым бу конденсациясының есебiнен азаяды да, көпiршiктер жарылып кетедi. Ал сұйық жеткiлiктi қыздырылған болса, онда көпiршiктер жарылуын тоқтатады да, сұйық бетiне еркiн қалқып шығады. Сұйықтық бетіндегі будың қысымы сыртқы қысымға теңелгенде қайнау процесі басталады. Сұйықтықтың үнемі қайнап тұруы үшін оған қажетті жылу берілуі тиіс, ол бу фазасы көлемінің ұлғаюы кезінде – бу түзілуі мен будың сыртқы қысымға қарсы жұмысына жұмсалады.

Көпiршiк iшiндегi қысым үш қосылғыш арқылы анықталады: p = p₀ + ρgh + 2σ/r , мұндағы p₀ - сыртқы қысым, ρgh - биiктiгi h болатын сұйықтың жоғарғы қабаттарының гидростатикалық қысымы, 2σ/r – радиусы r болатын көпiршiк бетiнiң майысуына(қисаюына) байланысты өзгеретiн қысым ρ және σ - сұйықтың

1-сурет

тығыздығы және беттiк керiлу коэффициентi. Мына төмендегi шарт орындалған кезде сұйық қайнай бастайды.

p_k≥p₀+ρgh+2σ/r (2.2)

мұндағы p_k - қаныққан будың қысымы. Әдетте 2σ/r<<p₀ және ρgh<<p₀. Бұдан, былай болатындығы шығады: p_k≥p₀ .

Сонымен, барлық сұйықтың температурасы бiрдей, ал қаныққан будың қысымы әдетте оның бетiне түсiрiлген сыртқы қысымға тең немесе сол қысымнан сәл артық болған жағдайда сұйық қайнай бастайды.

Атмосфералық қысымның қалыпты жағдайындағы сұйықтың қайнау температурасы қайнау нүктесi деп аталады.

Тұрақты қысым жағдайындағы сұйықтықтың қайнауы жүретін температура – қайнау температурасы (Тқ) деп аталады. Қысымның артуымен Тқ жоғарылайды. Қатты қыздырылған сұйықтық қайнаған кезде қайнау процесі тез өтіп, жарылысқа ұқсас дыбыс шығарады да, оның температурасы өзімен тепе-теңдікте тұрған қаныққан будың температурасына дейін суынады. Сұйықтықта пайда болған көпіршік көлемінің артуы үшін оның ішіндегі будың қысымы сыртқы қысым қосындысынан артық болуы тиіс. Сұйықтыққа қарағанда будың жылу өткізгіштігі аз болғандықтан, буланудың жылдамдығы күрт азайып, кризистік қайнау басталады.

Заттың кризистік температурасы деп сұйық тығыздығы мен оның қаныққан буының тығыздығы бірдей болатын кездегі температураны айтады. Жеке заттар үшін кризистік температура тепе-теңдікте тұрған сұйықтық пен будың арасындағы қасиеттерінің айырмашылығы жойылатын температура ретінде анықталады. Кризистік температурада қаныққан бу мен сұйықтықтың тығыздықтары бір-бірімен теңесіп, олардың арасындағы шекара жойылады да, булану жылуы нөлге тең болады. Кризистік температура – заттың тұрақтыларының бірі.

Берілген қысымдағы бу қанығатын немесе салыстырмалы ылғалдылық 100%-ке тең болатын температураны шық нүктесі деп атайды.

Температура жоғарлау нәтижесінде қаныққан будың қысымы сұйықтың сыртындағы қысымға жеткенде, сұйықтың ішіндегі бу көпіршіктері тез өсіп, сұйық бетіне шыға бастайды. Қайнау температурасы – судың қаныққан буы атмосфералық қысымнан жоғары болатын температура. Қайнау кезінде сұйықтың барлық көлемі бойынша тез ұлғаятын бу көпіршіктері пайда болады да, олар сұйық бетіне қалқып шығады. Сұйықтың температурасы тұрақты болып қалады.
Сұйықтың қайнау температурасы:

· Қысымы артса,қайнау температурасы жоғарлайды және керісінше;

· Егер сыртқы қысым өзгермесе, қайнау кезінде температура тұрақты болады;

Су бетiне түсiрiлген сыртқы қысымның өсуiмен бiрге қайнау температурасы жоғарлайды да, қысымның азаюына байланысты температурасы төмендейдi.

Барлық басқа шарттары бiрдей болған жағдайда да, әр түрлi сұйықтардың қайнау температуралары әртүрлi болып келедi (1 - сурет).

Газдар мен қатты денелерде: Газ төменгі температурада қайнайды.

Қатты денелер жоғары температурада қайнайды.

Заттар	Температура, 0С
сүт
эфир
спирт
су
сынап
қорғасын
мыс

6.4 Үлестірмелі материал: электрондық кітаптар, тесттер, карточкалар

6.5 Пайдаланған әдебиеттер:

1. Физика: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық/ Б.Кронгарт, В.Кем, Н.Қойшыбаев.-Өңд., толықт. 2-бас. Алматы: Мектеп, 2010-384 б., сур.

2. Физика: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 11-сыныбына арналған оқулық/ С.Тұяқбаев, Ш.Насохова, Б.Кронгарт, т.б.- Алматы: “Мектеп” баспасы. -384 б., сур.

3. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. – Алматы, Мектеп, 1,2,3 том, 2000

4. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы. – М., Наука, 2000

5. Иродов И.Е. Жалпы физика курсының есептер жинағы. М: Наука, 2006

6.6.Бақылау сұрақтар:

1. Қайнау деген не?

2. Заттың кризистік температурасы дегеніміз не?