Kila mtu anaifahamu picha hiyo: kuna sufuria ya maji kwenye jiko kwenye moto. Maji kutoka kwa baridi huwa moto polepole, kwa hivyo Bubbles za kwanza huonekana kwenye uso wake, na hivi karibuni yote yanawaka kwa furaha. Je, joto la mvuke wa maji ni nini? Baadhi yetu tunakumbuka kutoka kwa mtaala wa shule kwamba halijoto ya maji katika shinikizo la asili la anga haiwezi kuzidi 100 °C. Na wale ambao hawakumbuki au hawaamini wanaweza kutumia kipimajoto kinachofaa na kuhakikisha, kwa kuzingatia hatua za usalama.
Lakini hii inawezaje kuwa? Baada ya yote, moto bado unawaka chini ya sufuria, hutoa nishati yake kwa kioevu, na huenda wapi ikiwa haina joto la maji? Jibu: Nishati hutumika kugeuza maji kuwa mvuke.
Nishati inaenda wapi
Katika maisha ya kawaida, tumezoea hali tatu za jambo linalotuzunguka: kigumu, kioevu na gesi. Katika hali dhabiti, molekuli zimewekwa kwa uthabiti kwenye kimiani ya fuwele. Lakini hii haimaanishi kutoweza kusonga kabisa, kwa joto lolote, mradi ni angalau digrii ya juu kuliko -273 ° C (hii ni sifuri kabisa), molekuli hutetemeka. Aidha, amplitude ya vibration inategemea joto. Inapokanzwa, nishati huhamishwachembe za dutu, na mienendo hii ya machafuko huwa kali zaidi, na kisha kufikia nguvu kwa wakati fulani kwamba molekuli huondoka kwenye viota vya kimiani - dutu hii inakuwa kioevu.
Katika hali ya umajimaji, molekuli huhusiana kwa karibu kwa nguvu ya mvuto, ingawa hazijawekwa katika sehemu fulani ya anga. Kwa mkusanyiko zaidi wa joto na dutu hii, mitetemo ya machafuko ya sehemu ya molekuli inakuwa kubwa sana hivi kwamba nguvu ya mvuto wa molekuli kwa kila mmoja inashindwa, na huruka kando. Joto la dutu hii huacha kupanda, nishati yote sasa huhamishiwa kwenye makundi ya pili na ya pili ya chembe, na hivyo, hatua kwa hatua, maji yote kutoka kwenye sufuria hujaa jikoni kwa namna ya mvuke.
Kila dutu inahitaji kiasi fulani cha nishati ili kutekeleza mchakato huu. Joto la mvuke wa maji, kama vimiminika vingine, lina kikomo na lina thamani maalum.
Katika vipimo vipi hupimwa
Nishati yoyote (hata harakati, hata joto) hupimwa kwa jouli. Joule (J) amepewa jina la mwanasayansi maarufu James Joule. Kwa nambari, nishati ya 1 J inaweza kupatikana ikiwa mwili fulani unasukumwa kwa umbali wa mita 1 kwa nguvu ya Newton 1.
Hapo awali, ili kupima joto, walitumia dhana kama vile "kalori". Iliaminika kuwa joto ni dutu ya kimwili ambayo inaweza kutiririka ndani au nje ya mwili wowote. Zaidi "inavuja" kwenye mwili wa kimwili, ni moto zaidi. Katika vitabu vya kiada vya zamani, bado unaweza kupata kiasi hiki cha kimwili. Lakini si vigumu kuibadilisha kuwa joules, inatosha kuzidisha kwa 4,19.
Nishati inayohitajika kubadilisha vimiminika kuwa gesi inaitwa joto mahususi la mvuke. Lakini jinsi ya kuhesabu? Ni jambo moja kugeuza bomba la majaribio la maji kuwa mvuke, na jambo lingine kugeuza tanki kubwa la injini ya mvuke ya meli.
Kwa hivyo, kwa mfano, kwa H2O, katika uhandisi wa joto wanafanya kazi na dhana ya "joto maalum la mvuke wa maji" (J / kg - kitengo cha kipimo) Na neno kuu hapa ni "maalum". Inazingatiwa kiwango cha nishati kinachohitajika kugeuza kilo 1 ya dutu kioevu kuwa mvuke.
Thamani imeonyeshwa kwa herufi ya Kilatini L. Thamani hupimwa kwa joule kwa kila kilo 1.
Maji yanahitaji nishati kiasi gani
Joto mahususi la mvuke wa maji hupimwa kama ifuatavyo: kiasi cha N hutiwa ndani ya chombo, na kuleta kwa chemsha. Nishati itakayotumika katika kuyeyusha lita moja ya maji itakuwa thamani inayotakiwa.
Wakipima joto mahususi la mvuke wa maji ni nini, wanasayansi walishangaa kidogo. Ili kugeuka kuwa gesi, maji yanahitaji nishati zaidi kuliko vimiminiko vyote vilivyo kawaida Duniani: safu nzima ya alkoholi, gesi iliyoyeyuka na hata zaidi ya metali kama vile zebaki na risasi.
Kwa hivyo, joto la mvuke wa maji liligeuka kuwa 2.26 mJ/kg. Kwa kulinganisha:
- kwa zebaki - 0.282 mJ/kg;
- uongozi una 0.855 mJ/kg.
Je ikiwa ni kinyume chake?
Je, nini kitatokea ukibadilisha mchakato, na kufanya kioevu kifanane? Hakuna maalum, kuna uthibitisho wa sheria ya uhifadhi wa nishati: wakati wa kufupisha mojaya kilo moja ya kioevu kutoka kwa mvuke, kiasi sawa cha joto hutolewa kama inavyohitajika ili kugeuza tena kuwa mvuke. Kwa hivyo, neno "joto mahususi la kuyeyusha na kufidia" linapatikana mara nyingi zaidi katika majedwali ya marejeleo.
Kwa njia, ukweli kwamba joto hufyonzwa wakati wa uvukizi hutumika kwa mafanikio katika vifaa vya nyumbani na vya viwandani kuunda baridi ya bandia.
