Back to the topics list

бодисын төлөвийн өөрчлөлт

Бодисын хатуу, шингэн, хий гэсэн гурван төлөв/фаз байдаг. Температур, даралтын янз бүрийн нөхцөлд ижил бодис бүх гурван үе шатанд байж болно. Жишээлбэл, 0 хэмийн температурт мөс (хатуу) халах үед 0 хэмд ус (шингэн) болж, дараа нь халаахад 100 хэмд уур (хий) болж хувирдаг. Тиймээс нэг атмосферийн даралтад ус гурван үе шатанд өөр өөр температурт байдаг.

Тогтмол температурт нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих үйл явцыг фазын өөрчлөлт гэж нэрлэдэг. Энэ нь дулааны солилцооны улмаас авчирдаг.
Хатуу фазаас шингэн рүү шилжихийг хайлах гэж нэрлэдэг бол шингэнээс хатуу руу шилжихийг хөлдөх гэж нэрлэдэг. Шингэнээс уур руу шилжихийг ууршилт гэж нэрлэдэг бол хийгээс шингэн рүү урвуу өөрчлөлтийг конденсац (эсвэл шингэрүүлэх) гэж нэрлэдэг. Хатуугаас уур руу шууд шилжихийг сублимация гэж нэрлэдэг ба уураас хатуу руу урвуу өөрчлөлтийг тунадасжилт гэж нэрлэдэг.

ХАЙЛУУЛАХ, ХӨЛДӨХ

Тогтмол температурт дулаан шингээх замаар хатуу биетийг шингэн фаз руу шилжүүлэхийг хайлах гэж нэрлэдэг. The Хатуу бодис шингэн болж хувирдаг тогтмол температурыг хатуу бодисын хайлах цэг гэнэ. Тогтмол температурт дулаан ялгарах замаар шингэнээс хатуу фаз руу урвуу өөрчлөлтийг хөлдөөх гэж нэрлэдэг бөгөөд шингэн нь хатуу болж хөлдөх температурыг хөлдөх температур гэж нэрлэдэг. Хайлах явцад дулааны энерги шингэж, тогтмол температурт хөлдөх үед татгалздаг.

Хайлах үед мөсний халах муруй

Дээрх графикийг харна уу. Мөс бүхэлдээ хайлж дуустал мөсний температур AB хэсэгт 0 ° C-тай тэнцүү байна. Энэ хугацаанд өгсөн дулааныг мөс хайлуулахад зарцуулдаг. Үүний дараа мөс хайлах үед үүссэн усны температур 0 хэмээс дээшилж эхэлдэг (МЭӨ хэсэг).

УУРШУУЛАХ БУЮУ ХАЙХ ЗААВАР ТОВЧЛОЛУУД

Тогтмол температурт дулаан шингээхэд шингэнээс хий (эсвэл уур) фаз руу шилжихийг ууршилт гэж нэрлэдэг. Ууршилт үүсэх тодорхой температурыг шингэний буцлах цэг гэж нэрлэдэг. Үүний нэгэн адил тогтмол температурт дулаан ялгарах үед уураас шингэн фаз руу шилжихийг конденсац гэж нэрлэдэг ба конденсац үүсэх тодорхой температурыг уурын конденсацийн цэг гэж нэрлэдэг.
Ууршуулах явцад дулааны энерги тогтмол температурт шингэдэг бол тухайн бодисын ижил масстай ижил температурт конденсацийн үед ижил хэмжээний дулааны энерги ялгардаг.

Усны халаалтын муруй

А цэгт ус тасалгааны температурт (20°С) байх ба дараа нь дулааны энергийг шингээх үед шингэн төлөвт байгаа AB хэсэгт усны температур тасралтгүй нэмэгддэг. В цэгт буцалж эхлэх ба температур нь МЭӨ хэсэгт цааш өсөхгүй, дулааны энерги тасралтгүй шингэж, ус буцалгах цэгийг B гэж илэрхийлдэг.

Бид яагаад импульс хоол хийхдээ давс нэмдэг вэ? Энэ нь хольц нэмэх нь усны буцлах цэгийг нэмэгдүүлдэг гэсэн үндэслэл дээр үндэслэсэн болно. Хоол хийх явцад бид давс нэмдэг тул ус нь буцалгахаасаа өмнө агуулгыг нь хангалттай дулаанаар хангадаг тул хоол хийх нь илүү хялбар, хурдан болдог. Яагаад толгод дээр хоол хийх нь тал хээрээс илүү удаан байдаг вэ? Энэ нь даралтын бууралтаар буцалгах цэг багасдаг гэсэн үндэслэл дээр суурилдаг. Уул, толгод зэрэг өндөрт агаар мандлын даралт бага байдаг тул эдгээр газруудад ус 100 хэмээс бага температурт буцалдаг тул хоол хийхэд шаардлагатай дулааны энергийг хангаж чадахгүй. Тиймээс ийм газруудад хоол хийх нь илүү урт хугацаа шаарддаг.

НУУЦ ДУЛААН БА ӨӨРИЙГӨӨ ДАЛД ДУЛААН

Тогтмол температурт явагддаг бодисын фазын өөрчлөлтийн үед их хэмжээний дулааны энерги шингэж, ялгардаг.   Фазын өөрчлөлтөд шингэсэн буюу ялгарсан дулааны энерги нь температурын өсөлт, бууралтаар гаднаас илэрдэггүй тул үүнийг далд дулаан гэж нэрлэдэг.
Бодисын нэгж массаар илэрхийлэгдэх далд дулааныг хувийн далд дулаан гэж нэрлэдэг ба L тэмдгээр тэмдэглэнэ.

Хувийн далд дулааны SI нэгж нь J кг ^-1 , бусад нийтлэг нэгжүүд нь кал g ^-1 байна.
1 кал г ^-1 = 4.2 × 10 ³ Ж кг ^-1

Хайлтын дулаан гэдэг нь тодорхой масс эсвэл хэмжээний шингэнийг хатууруулахын тулд татан авах эсвэл тодорхой масс эсвэл хатуу бодисыг хайлуулахын тулд нэмэх шаардлагатай дулааны энерги юм. Үүнийг мөн хайлуулах далд дулаан гэж нэрлэдэг. Ууршилтын далд дулаан гэдэг нь бодис задрах үед шингэний төлөвөөс хийн төлөвт шилжих үед зарцуулсан буюу ялгарах дулаан юм.
Мөс хайлуулах тусгай далд дулаан гэдэг нь мөсний нэгж массыг 0 ° C температурт хайлж, температурын өөрчлөлтгүйгээр 0 ° С-т услахад шаардагдах дулааны энерги юм. Мөсний хөлдөлтийн хувийн далд дулаан гэдэг нь 0 ° C температурт нэгж масс нь температурын өөрчлөлтгүйгээр 0 ° C температурт мөс болж хөлдөх үед ялгардаг / ялгардаг дулааны энерги юм. Мөсний хувьд хайлах хувийн далд дулаан нь 336000 Ж кг ^-1 байх ба энэ нь 0 ° C температурт 1 кг мөс 0 ° C температурт ус болгон хувиргахын тулд 336 000 Ж дулааны энергийг шингээдэг гэсэн үг юм. Ууршилтын хувьд энэ нь 1 г уснаас 1 г усны утаа болж өөрчлөгдөх дулааны хэмжээ (540 кал г ^-1 ) юм. Үүнтэй төстэй дулааны хэмжигдэхүүн нь 1 г усны утаа, 1 г ус хуримтлагдах үед шат дамжлагад ялгардаг.

Кинетик загварт үндэслэн хайлуулах далд дулааны тайлбар
Кинетик загварын дагуу хатуу биет дэх молекулууд дундаж байрлалынхаа дагуу чичирдэг. Молекулын нийт энерги нь түүний хөдөлгөөн ба потенциал энерги (молекулуудын хоорондох таталцлын хүч ба тэдгээрийн хоорондын тусгаарлалтаас хамаарна) улмаас кинетик энергийн (температураас хамаарна) нийлбэр юм. Температурын өөрчлөлтгүйгээр хатуу бодис шингэн болж хувирах үед молекулуудын дундаж кинетик өөрчлөгдөхгүй боловч молекулуудын хоорондын тусгаарлалт дунджаар нэмэгддэг. Молекулуудын хоорондох татах хүчний эсрэг тусгаарлалтыг нэмэгдүүлэхийн тулд тодорхой хэмжээний энерги шаардагдана (өөрөөр хэлбэл молекулуудын потенциал энергийг нэмэгдүүлэх). Иймээс хайлах явцад гарч буй дулааны энергийг зөвхөн молекулуудын потенциал энергийг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг бөгөөд үүнийг хайлалтын далд дулаан гэж нэрлэдэг.

Жишээ

• Уулын цас нэг дор хайлдаггүй: Шалтгаан нь мөс нь хайлах өвөрмөц далд дулаан өндөртэй байдаг (336000 Ж кг ^-1 ). Нарнаас дулааны энергийг авдаг тул аажмаар ус болон хувирдаг. Хэрэв далд дулаан бага байсан бол нарны илчээр цас богино хугацаанд хайлж, гол мөрөнд үер болох байсан.
• Хүйтэн орнуудад нуур, цөөрмийн ус нэг дор хөлддөггүй: Шалтгаан нь мөсний хайлах хувийн далд дулаан хангалттай өндөр байдаг тул нуур, цөөрмийн ус их хэмжээний дулаан ялгаруулах шаардлагатай болдог. хөлдөхөөс өмнө хүрээлэн буй орчин. Усны гадаргуу дээр үүссэн мөсний давхарга нь дулаан дамжуулагч муу тул нуурын уснаас дулаан алдагдахаас сэргийлж, нэг дор хөлддөггүй.
• Мөстэй хүйтэн ус 0С-ээс нэг хэсэг мөс нэмбэл ундаа илүү хурдан хөрдөг: Учир нь 0°С-ийн температурт 1 грамм мөс 0°-т ус руу хайлуулахын тулд ундаанаас 336 Ж дулааны энерги авдаг. C. Энэ ундаа нь 0 градусын температурт 1 грамм мөстэй хүйтэн устай харьцуулахад 336 Ж дулааны энерги ялгаруулдаг.

• Хөлрөх нь хөргөх шалтгаан болдог: Хөлрөх нь таны биеийн температурыг зохицуулахад тусалдаг амь аврах биеийн үйл ажиллагаа юм. Халуун цаг агаар эсвэл биеийн тамирын дасгал, халууралтаас болж биеийн температур нэмэгдэх үед арьсны сувгаар хөлс ялгардаг. Энэ нь 90% ус агуулдаг. Таны биед агуулагдах хөлс дуслууд нь шингэнээс уур руу шилжих үе шатанд биеийн дулааныг ашигладаг. Үүний үр дүнд биеийн температурыг хадгалахад тусалдаг хөргөлтийн нөлөөг бий болгож, биеийг хөргөнө.
• Ус буцалж байх үед савны тагийг онгойлгохдоо үргэлж болгоомжтой байгаарай: Ус нь ууршилтын хувийн далд дулаан ихтэй байдаг. Уур таны гарын арьсан дээр өтгөрөх үед маш их хэмжээний далд дулаан ялгардаг бөгөөд энэ нь ноцтой түлэгдэлт үүсгэдэг.

Асуулт 1: 10 кг мөс хайлуулахад хичнээн дулааны энерги шаардагдах вэ? (Мөсний хувийн далд дулаан = 336 Жг ^-1 )
Шийдэл: m = 10 кг, L = 336 J g ^-1
Шаардлагатай дулааны энерги = мл = 10000 × 336 = 3360000 Ж

Асуулт 2: 250 грамм усны 40 градусын температурыг мөс нэмснээр 0 градус хүртэл бууруулна. Нэмсэн мөсний массыг ол. (Өвөрмөц далд дулааны мөсний хэмжээ 336 Жг ^-1 , усны хувийн дулаан багтаамж нь 4.2 Жг ^-1 К ^-1 )
Шийдэл: Усаар алдсан дулааны энерги = мөсний дулааны энерги
Температурын уналт нь 40 − 0 = 40 ° C байна.
Усаар алдсан дулаан = m⋅c⋅Δt = 250 × 4.2 × 40 = 42000 Ж
Мөсөөр авсан дулаан = 42000 = мөсний масс × 336 ⇒ мөсний масс = 42000 ∕ 336 = 125 г

Асуулт 3: 10125Ж дулааны энерги 100°С-т 4.5гм ус буцалж 100°С-т ууршихад уурын далд дулааныг SI нэгжээр ол.
Шийдэл: Уурын далд дулаан L = 10125 Ж ∕ (4.5 × 10 ^-3 ) кг = 2250 × 10 ³ Ж∕кг