Qaynash jarayonlari

Qaynash jarayonlari

Qaynash jarayonlari
Qaynash — suyuqlikning butun hajm boʻyicha shiddat bilan bugʻga aylanish jarayoni. Suyuqlikda hamisha erigan gazlar mavjud boʻlib, ular idishning tubi va devorlarida hamda suyuqlik ichida muallak silchib yurgan chang zarralarida mayda mayda pufakchalarni hosil qiladi. Temperatura koʻtarila borgan sari pufakchalardagi toʻyingan bugʻ miqdori va bosimi orta boradi. Itarib chiquvchi kuch taʼsirida pufakchalar yuqoriga qalqib chiqadi. Agar suyuqlikning yuqorigi qatlamlari temperaturasi pastroq boʻlsa, koʻtarilayotgan pufakchalardagi bosim tez kamayadi va shunchalik tez puchqayib qoladi. Pufakchalarning devorlari bir-biriga urilib oʻziga xos shovqin chiqaradi. Pufakchalar ichidagi toʻyingan bugʻ bosimi suyuqlikdagi bosimga tenglashgach, pufakchalar puchqaymasdan koʻtarila boshlaydi, shovqin ham toʻxtaydi va Q. boshlanadi. Barqaror Q. jarayonida suyuqlikning temperaturasi oʻzgarmaydi. Suyuqlikka berilayotgan butun energiya (issikdik energiyasi) suyuqlikni bugʻga aylantirishga sarf boʻladi. Oʻzgarmas bosim ostidagi suyuqlikning Q. jarayoni yuz beradigan temperatura qaynash temperaturasi (G) debataladi. Qaynashtrasi toʻyingan bugʻ temperaturasi (toʻyinish temperaturasi) ga teng boʻladi. Har xil moddalar turli trada qaynaydi.

Temperatura ortgani sari, hamda pufakchalar suyuqlik sirtiga harakati

davomida pufakchaga suv bug„lari bug„lanib kira boshlaydi. Suv bug„lari
pufakchaga kirganda pufakchaning hajmi kattalashadi. Pufakchaning hajmi shu
darajada kattalashadiki, unga ta‟sir qilayotgan Arximed kuchi devor bilan
pufakcha orasidagi tutinish kuchlaridan katta bo„lib qolib yuqoriga harkatlanishni boshlaydi. Lekin u suv sirtiga yetib yorilib ketadi. Pufakchalarning yorilishi va birbiriga to„qnashishi natijasida vijjillagan ovoz eshitiladi. Yorilishiga sabab yuqorida upast temperaturali suyuqlik qatlamiga duch keladi va pufakchaga suv bug„lariningkirishi sekinlashadi. Bu jarayon suv uchun temperatura 65-75 C oralig„ida kechadi.Har xil suyuqliklarning qaynash temperaturasi har xil. Sababi, suyuqlikning xossalari,suyuqlik molekulalarining o„lchami, vazni, zichligi, molekulalar orasidagi masofasi,molekulalarning energiyalari, suyuqliklarning issiqlik o„tkazuvchanligi har xilbo„ladi. Agar berk idishga suyuqlik solingan bo„lsa, u o„zining bug„i bilanmuvozanatda bo„ladi. Bunday bug„ to‘yingan bug‘ deb yuritiladi. Bug„ning bosimiuning elastikligi deyiladi. To„yingan bug„ning zichligi ρ~P, P esa – to‘yingan bug‘ning elastikligidir.
Suyuqlikdagi havo pufakchalari ichida havo va suyuqlikning to„yingan
bug„lari bo„ladi dedik, bunda havo pufagining muvozanat sharti quyidagichadir:
Ma‟lum bir temperaturada pufakcha ichidagi to„yingan bug„ning bosimi suyuqlik ustidagi tashqi bosimdan kichik bo„lsa, pufakcha kattalashmaydi, chunki bu holda ham pufakchani siqishga intiluvchi kuchlar mavjud. Pufakcha sirtining egriligi bilan bog„liq kuch ham mavjud. Bundan tashqari, pufakchaga uning ustidagi suyuqlik ustunining gidrostatik bosimi hamda butun suyuqlikka ta‟sir qilayotgan tashqi bosim ham ta‟sir qiladi, shu kuch pufakcha hosil bo„lishi va harakatida asosiy ro„l o„ynaydi. Temperatura ortishi bilan pufakchadagi bug„ning zichligi va bosimi ortadi. Bunda pufakcha kattalashib, bosimlar farqi ta‟sirida yuqoriga harakat qilib, suyuqlik sirtiga borib, pufakcha yorilishi uchun.
Suyuqlik to„yingan bug„larining hamda suyuqlikda erigan gaz
molekulalarining bosimi-elastikligi ya‟ni pufakcha ichidagi bosim suyuqlik
sirtidagi bosimga teng va undan ortiq bo„lgandagina pufakcha yuzaga chiqadi va
yorilish (portlash) yuz beradi. Pufakchalarning yuzaga chiqib yorilishi (portlashi) yuz beradigan temperatura qaynash temperaturasi deyiladi. Qaynash yuzasidan pastda temperatura yuqori bo„ladi. Buni tajribada pastki qismidagi temperature qaynash yuzasidagi temperaturadan bir necha daraja yuqori ekanligini aniqlangan Demak, suyuqlikning pastdan qizishi esa bunga sabab, suyuqlikdagi temperatura taqsimoti suv uchun rasmda ko„rsatilgandek bo„ladi. Ko„p pufakchalarning yuzada yorilishi (portlashi) sababli yoxud biqillagan ovoz
eshitiladi. Suyuqlikni qaynashini sekinlashtirish biqirlagan ovozini pasaytirish
maqsadida unga berilayotgan energiyani kamaytiriladi. Energiya kamayganda
pufakchalarga suv bug„larining kirishi sekinlashadi va pufakcha hosil bo„lish
jarayoni sekinlashadi. Shunda portlashlar kammayadi va qaynashning ovozi pasayadi. Suyuqlikning qaynashini suyuqlik to„yingan bug„larining elastikligining suyuqlik yuzasidagi bosimga tenglashganda yuz beradi dedik. Demak, qaynash temperaturasi tashqi bosimga bog„liq ekan. Normal holatda qaynash mumkin.
Klapeyron-Klauzius formulasi to„yingan bug„ning elastikligini temperatura bo„yicha o„zgarish formulasi. Qaynash vaqtida temperatura o„zgarmaydi, chunki suyuqlikka berilayotgan issiqlik miqdori bug„ hosil qilishga sarflanadi. Suyuqlikni ko„p hollarda pastdan qizdiriladi. Pastki qatlamda qizigan suyuqlik qatlami yuqoriga ko„tariladi, ko„tarilishiga sabab temperatura ortganda suyuqlik zichligi kamayadi. Shu tarzda suyuqlikning butun hajmi qiziydi va suyuqlikning butun hajm bo„yicha bug„lanishini kuzatish mumkin, bu esa qaynashdir.
Agar suyuqlikni yuqoridan qizdirsak, u holda suyuqlik issiqlikni yomon o„tkazganligi tufayli suyuqlikning pastki qismi qizimaydi, faqat yuqori yuzagina qiziydi. Bu holda suyuqlikning butunhajmi qizimaydi va butun hajm bo„yicha pufakcha hosil bo„lishi va uning ichigabug„lanish bo„lib, pufakcha harakatli bo„lmaydi, ya‟ni qaynash kuzatilmaydi.Qaynash vaqtida temperatura o„zgarmaydi, chunki suyuqlikka berilayotganissiqlik miqdori bug„ hosil qilishga sarflanadi. Suyuqlikni ko„p hollarda pastdanqizdiriladi. Pastki qatlamda qizigan suyuqlik qatlami yuqoriga ko„tariladi,ko„tarilishiga sabab temperatura ortganda suyuqlik zichligi kamayadi. Shu tarzdasuyuqlikning butun hajmi qiziydi va suyuqlikning butun hajm bo„yicha bug„lanishinikuzatish mumkin, bu esa qaynashdir. Agar suyuqlikni yuqoridan qizdirsak, u holdasuyuqlik issiqlikni yomon o„tkazganligi tufayli suyuqlikning pastki qismi qizimaydi,faqat yuqori yuzagina qiziydi. Bu holda suyuqlikning butun hajmi qizimaydi vabutun hajm bo„yicha pufakcha hosil bo„lishi va uning ichiga bug„lanish bo„lib,pufakcha harakatli bo„lmaydi, ya‟ni qaynash kuzatilmaydi.
Agar suyuqlikda erigan gazlar, moddalar, chang zarralari, turli aralashmalar
bo„lmasa suyuqlikni qizdirganimiz bilan u qaynamaydi. Chunki, pufakchalar hosil bo„lishi uchun imkon yo„q. Yoki tashqi bosim juda katta bo„lsa, suyuqlik tarkibidagi to„yingan bug„larning elatikligi tashqi bosimga tenglasha olmaydi va bu holda ham suyuqlik qaynamaydi. Bu holda suyuqlikning temperaturasi qaynash temperaturasidan yuqori bo„lib ketadi. Bunday jarayonga suyuqlikning o„ta qizishi deyiladi. Bunday hol isitish tizimlarida kuzatilib, unda tashqi bosim 4-6 atm, suv temperaturasi 140-160 °C bo„lishi mumkin. Shuningdek, tashqi bosim kichik bo„lganda, suyuqlik, masalan suv xona temperaturasida ham qaynashi mumkin, ya‟ni pufakcha paydo bo„ladi, ya‟ni shart bajariladi. Bu jarayon maktab sharoitida ham ko„rgazmali namoyish qilinadi. Suyuqlikni uzoq vaqt qaynatilsa, o„ta qizdirilgan suyuqlik hosil bo„ladi. O„ta qizdirilgan suyuqlikda barcha havo pufakchalari tashqariga chiqib, pufakchalar faqatgina to„yingan bug„dan iborat bo„lib qoladi.
Suyuqlikning qaynashi butun hajm bo„yicha bug„lanishi ya‟ni suyuqlik
tarkibida pufakchalar hosil bo„lib, uning ichidagi bosim tashqi bosimga
tenglashganda (ortiqroq ham bo„lganda) kattalashib suyuqlik yuzasiga chiqib
yorilish jarayonidir. Pufakchalarning hosil bo„lishi esa bevosita suyuqlik
zichligining fluktuatsiyasi yoki suyuqlik tarkibidagi erigan gazlar hosil qiladi.
Pufakchalarning o„zaro to„qnashishi va yorilishi tufayli qaynash vaqtida ovoz
chiqadi. Yoxud, suyuqliklarning butun hajmi bo„yicha bug„lanish jarayoniga qaynash deyiladi. Bu qaynasning fizik ta‟rifidir. Qaynash temperaturasi tashqi bosimga bog„liq. Bosim qancha katta bo„lsa, qaynash temperaturasi ham shuncha yuqori bo„ladi, bosim past bo„lganda aksincha qaynash temperaturasi ham kichik bo„ladi. Qaynash vaqtida suyuqlikning turli qatlamlari turli temperaturada bo„ladi. Qaynash jarayonida qaynash temperaturasi o„zgarmaydi, chunki unga berilgan energiya bug„lanishga sarflanadi.
Agar suyuqlikni yuqoridan qizdirsak u qaynamaydi. Bunga asosiy sabab
suyuqlika berilgan energiya suyuqlikda pufakcha hosil qilmasdan, bug„lanishga sarf bo„ladi. Suyuqlik yuzasidagi tashqi bosim juda katta bo„lganda qaynamaydi,
temperaturasi esa qaynash temperaturasidan katta bo„lib ketadi. Bunday suyuqlikka o„ta qizigan suyuqlik deyiladi.
http://fayllar.org