Katika ulimwengu unaotuzunguka, aina mbalimbali kubwa za matukio na michakato mbalimbali ya kimaumbile hufanyika kila mara na kwa mfululizo. Moja ya muhimu zaidi ni mchakato wa uvukizi. Kuna mahitaji kadhaa ya jambo hili. Katika makala haya, tutachambua kila moja yao kwa undani zaidi.
uvukizi ni nini?
Huu ni mchakato wa kubadilisha dutu kuwa hali ya gesi au mvuke. Ni kawaida tu kwa vitu vya msimamo wa kioevu. Walakini, kitu kama hicho kinazingatiwa katika vitu vikali, jambo hili tu linaitwa usablimishaji. Hii inaweza kuonekana kwa uchunguzi wa makini wa miili. Kwa mfano, kipande cha sabuni hukauka kwa muda na huanza kupasuka, hii ni kutokana na ukweli kwamba matone ya maji katika muundo wake hupuka na kwenda katika hali ya gesi H2O.
Ufafanuzi katika fizikia
Uvukizi ni mchakato wa mwisho wa joto ambapo chanzo cha nishati kufyonzwa ni joto la mpito wa awamu. Inajumuisha vipengele viwili:
- kiasi fulani cha joto kinachohitajika ili kushinda nguvu za molekuli za mvuto kunapokuwa na mwanya kati ya molekuli zilizounganishwa;
- joto linalohitajika kwa kazi ya kupanua molekuli katika mchakato wa kubadilisha dutu kioevu kuwa mvuke au gesi.
Hii inafanyikaje?
Mbadiliko wa dutu kutoka hali ya kioevu hadi hali ya gesi inaweza kutokea kwa njia mbili:
- Uvukizi ni mchakato ambapo molekuli hutoka kwenye uso wa dutu kioevu.
- Kuchemsha ni mchakato wa mvuke kutoka kwa kioevu kwa kuleta halijoto kwenye joto mahususi la kuchemka kwa dutu.
Licha ya ukweli kwamba matukio haya yote mawili hubadilisha dutu kioevu kuwa gesi, kuna tofauti kubwa kati yao. Kuchemsha ni mchakato wa kazi ambao hutokea tu kwa joto fulani, wakati uvukizi hutokea chini ya hali yoyote. Tofauti nyingine ni kwamba kuchemsha ni tabia ya unene wote wa kioevu, wakati jambo la pili hutokea tu juu ya uso wa vitu vya kioevu.
Nadharia ya Kinetiki ya Molekuli ya Uvukizi
Ikiwa tutazingatia mchakato huu katika kiwango cha molekuli, basi hutokea kama ifuatavyo:
- Molekuli katika dutu kioevu ziko katika mwendo wa mkanganyiko usiobadilika, zote zina kasi tofauti kabisa. Wakati huo huo, chembe huvutia kila mmoja kutokana na nguvu za kivutio. Kila mara wanapogongana, kasi yao hubadilika. Wakati fulani, wengine hukua kasi ya juu sana, na kuwaruhusu kushinda nguvu za uvutano.
- Vipengee hivi vilivyotokea kwenye uso wa kimiminika, vina nishati ya kinetic hivi kwamba vinaweza kushinda.vifungo vya molekuli na kuacha kioevu.
- Ni molekuli hizi za haraka sana ambazo huruka kutoka kwenye uso wa dutu kioevu, na mchakato huu hufanyika kila mara na mfululizo.
- Zikiwa angani, zinageuka kuwa mvuke - hii inaitwa vaporization.
- Kutokana na hili, wastani wa nishati ya kinetiki ya chembe zilizosalia inakuwa ndogo na ndogo. Hii inaelezea baridi ya kioevu. Kumbuka jinsi katika utoto tulifundishwa kupiga kwenye kioevu cha moto ili iweze kupungua kwa kasi. Ilibainika kuwa tuliharakisha mchakato wa uvukizi wa maji, na halijoto ilishuka kwa kasi zaidi.
Inategemea mambo gani?
Kuna masharti mengi muhimu ili mchakato huu ufanyike. Inatoka kila mahali ambapo chembe za maji zipo: haya ni maziwa, bahari, mito, vitu vyote vya mvua, vifuniko vya miili ya wanyama na watu, pamoja na majani ya mimea. Inaweza kuhitimishwa kuwa uvukizi ni mchakato muhimu sana na wa lazima kwa ulimwengu unaozunguka na viumbe vyote vilivyo hai.
Hizi hapa ni sababu zinazoathiri hali hii:
- Kiwango cha uvukizi moja kwa moja inategemea muundo wa kioevu chenyewe. Inajulikana kuwa kila mmoja wao ana sifa zake. Kwa mfano, vitu hivyo ambavyo joto la mvuke ni la chini litabadilishwa kwa kasi zaidi. Hebu tulinganishe taratibu mbili: uvukizi wa pombe na maji ya kawaida. Katika kesi ya kwanza, ubadilishaji wa hali ya gesi hutokea kwa kasi, kwa sababu joto maalum la vaporization na condensation kwa pombe ni 837 kJ / kg, na kwa maji karibu mara tatu.zaidi - 2260 kJ/kg.
- Kasi pia inategemea halijoto ya awali ya kioevu: kadiri kilivyo juu, ndivyo mvuke huundwa kwa kasi. Kwa mfano, hebu tuchukue glasi ya maji, wakati kuna maji ya moto ndani ya chombo, basi uvukizi hutokea kwa kiwango cha juu zaidi kuliko wakati joto la maji liko chini.
- Kipengele kingine kinachobainisha kasi ya mchakato huu ni eneo la uso wa kioevu. Kumbuka kuwa supu moto hupoa haraka kwenye bakuli kubwa la kipenyo kuliko kwenye sufuria ndogo.
- Kiwango cha usambazaji wa dutu katika hewa kwa kiasi kikubwa huamua kiwango cha uvukizi, yaani, ueneaji wa haraka hutokea, uvukizi wa haraka hutokea. Kwa mfano, kukiwa na upepo mkali, matone ya maji huvukiza kwa kasi kutoka kwenye uso wa maziwa, mito na hifadhi.
- Halijoto ya hewa katika chumba pia ina jukumu muhimu. Tutazungumza zaidi kuhusu hili hapa chini.
Jukumu la unyevu hewa ni nini?
Kutokana na ukweli kwamba mchakato wa uvukizi hutokea kutoka kila mahali mfululizo na mara kwa mara, daima kuna chembe za maji angani. Katika umbo la molekuli, vinafanana na kundi la vipengele H2O. Kioevu kinaweza kuyeyuka kulingana na kiasi cha mvuke wa maji katika angahewa, mgawo huu unaitwa unyevu wa hewa. Inakuja katika aina mbili:
- Unyevu kiasi ni uwiano wa kiasi cha mvuke wa maji angani na msongamano wa mvuke uliojaa kwa joto sawa na asilimia. Kwa mfano, alama ya 100% inaonyeshakwamba angahewa imejaa kabisa molekuli za H2O.
- Amali kamili ni sifa ya msongamano wa mvuke wa maji angani, unaoonyeshwa na herufi f na inaonyesha ni kiasi gani cha molekuli za maji zilizomo katika 1m3 hewa.
Muunganisho kati ya mchakato wa uvukizi na unyevu wa hewa unaweza kubainishwa kama ifuatavyo. Kadiri unyevu wa hewa unavyopungua, ndivyo uvukizi kutoka kwa uso wa dunia na vitu vingine utakavyotokea kwa kasi zaidi.
Uvukizi wa dutu mbalimbali
Katika dutu tofauti, mchakato huu unaendelea tofauti. Kwa mfano, pombe huvukiza haraka kuliko vimiminika vingi kutokana na joto lake la chini la uvukizi. Mara nyingi vitu kama hivyo vya kioevu huitwa tete, kwa sababu mvuke wa maji huvukiza kutoka kwao kwa karibu halijoto yoyote.
Pombe pia inaweza kuyeyuka hata kwenye halijoto ya kawaida. Katika mchakato wa kuandaa divai au vodka, pombe inaendeshwa kupitia mwangaza wa mwezi, ikifikia kiwango cha kuchemsha, ambacho ni takriban sawa na digrii 78. Hata hivyo, joto halisi la uvukizi wa pombe litakuwa juu kidogo, kwa sababu katika bidhaa asilia (kwa mfano, mash) ni mchanganyiko na mafuta na maji mbalimbali yenye kunukia.
Kufinyisha na uchache
Jambo lifuatalo linaweza kuzingatiwa kila wakati maji yanapochemka kwenye aaaa. Kumbuka kwamba wakati maji yana chemsha, hubadilika kutoka hali ya kioevu hadi hali ya gesi. Inatokea kwa njia hii: ndege ya moto ya mvuke wa maji nanzi kutoka kwa kettle kupitia spout yake kwa kasi kubwa. Katika kesi hii, mvuke iliyoundwa haionekani moja kwa moja kwenye exit kutoka kwa spout, lakini kwa umbali mfupi kutoka kwayo. Utaratibu huu unaitwa ufupishaji, yaani, mvuke wa maji huwa mzito kiasi kwamba unaonekana kwa macho yetu.
Uvukizi wa kitu kigumu huitwa usablimishaji. Wakati huo huo, hupita kutoka kwa hali ya mkusanyiko hadi hali ya gesi, kupita hatua ya kioevu. Kesi maarufu zaidi ya usablimishaji inahusishwa na fuwele za barafu. Katika hali yake ya asili, barafu ni imara, kwa joto la juu ya 0 ° C, huanza kuyeyuka, kuchukua hali ya kioevu. Hata hivyo, katika baadhi ya matukio, katika halijoto hasi, barafu hupita katika umbo la mvuke, na kupita awamu ya kioevu.
Athari ya uvukizi kwenye mwili wa binadamu
Shukrani kwa uvukizi, udhibiti wa halijoto hutokea katika miili yetu. Utaratibu huu unafanyika kupitia mfumo wa baridi wa kujitegemea. Katika siku ya joto kali, mtu ambaye anajishughulisha na kazi fulani ya kimwili huwa joto sana. Hii ina maana kwamba huongeza nishati ya ndani. Na kama unavyojua, kwa joto zaidi ya 42 ° protini katika damu ya binadamu huanza kuganda, ikiwa mchakato huu hautasimamishwa kwa wakati, itasababisha kifo.
Mfumo wa kujipoza mwenyewe umeundwa kwa njia ambayo inaweza kudhibiti halijoto kwa maisha ya kawaida. Wakati hali ya joto inakuwa ya juu inaruhusiwa, jasho la kazi huanza kupitia pores kwenye ngozi. Na kisha kutoka kwa uso wa ngozi hutokeauvukizi, ambayo inachukua nishati ya ziada ya mwili. Kwa maneno mengine, uvukizi ni mchakato unaochangia kupoeza kwa mwili kwa hali ya kawaida.
