ზაფხულის ცხელ დღეს ჭიქაში ჩაასხით ყინულივით ცივი სასმელი და მალე ჭიქის გარედან წყლის წვეთები წარმოიქმნება. როგორ ხდება ამ კონდენსაცია მინაზე და საიდან მოდის წყალი? საკითხის მდგომარეობებისა და ფაზების გაგება პასუხობს ამ კითხვებს.
მატერიის სახელმწიფოები
განვიხილოთ მატერიის სამი მდგომარეობა: მყარი, თხევადი და გაზი.
Ში მყარი, ნაწილაკები შეფუთულია ერთმანეთთან, როგორც სამშენებლო ბლოკები და აქვთ გარკვეული ფორმა. მყარი ნაწილაკები დიდად არ იმოძრავებენ, მაგრამ მათ ექნებათ ვიბრაცია სუბატომური ნაწილაკებიდან, როგორიცაა ელექტრონები, რომლებიც მუდმივად მოძრაობენ.
სითხეები შეესაბამება კონტეინერის ფორმას - ჰგავს ყინულის ცივ სასმელს ჭიქაში, სადაც სითხე ავსებს კონტეინერს. სითხეებში ნაწილაკები თავისუფლად არის შეფუთული და ერთმანეთის გარშემო მოძრაობა შეუძლიათ.
გაზები არ აქვს გარკვეული ფორმა და გაფართოვდება და შეავსებს კონტეინერს. გაზურ ნაწილაკებს შორის იმდენი სივრცეა, რომ ნაწილაკები იშვიათად ხვდებიან ერთმანეთთან კონტაქტს.
საკითხის მდგომარეობა: ფაზის ცვლილებები
წყალს შეუძლია გადაადგილდეს მატერიის სამი მდგომარეობით, რაც დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. ის გვხვდება როგორც მყარი ყინულის, თხევად წყალში და წყლის ორთქლში გაზი.
განვიხილოთ ქვემოთ მოცემული დინების დიაგრამა, თუ როგორ ხდება ფაზაში მდგომარეობის ერთმანეთის გადატანა; დასახელებულია პროცესები, რომლითაც ეს ხდება:
მყარი → შემოსული დნება იქცევა → თხევად → ში აორთქლება იქცევა → გაზზე
საპირისპიროა:
გაზი → შემოსული კონდენსაცია იქცევა → თხევად → ში გაყინვა იქცევა → მყარი
გაითვალისწინეთ, რომ კონდენსაციის პროცესი არის, როდესაც გაზი სითხეში გადაიქცევა. წყალთან ერთად, ეს ნიშნავს, რომ წყლის ორთქლი გადაიქცა თხევად წყალად.
კონდენსაციის ქიმიის განმარტება არის ნივთიერება გაზურიდან თხევად მდგომარეობაში გადაქცევის პროცესს. ეს პროცესი გამოწვეულია ძირითადად ტემპერატურის ცვლილებით, მაგრამ ასევე ზეწოლით.
კონდენსაციის პროცესი და ენერგია
გადახედეთ გაზის სითხის დიაგრამას:
გაზი → კონდენსაციაში იქცევა → თხევად
ასევე გაიხსენეთ, როგორ მოქმედებდნენ მოლეკულები როგორც აირისებრ, ასევე თხევად მდგომარეობებში. გაზში ნაწილაკებს აქვთ მაღალი კინეტიკური ენერგია. სითხეში მათ ნაკლები კინეტიკური ენერგია აქვთ. გაზმა ენერგია უნდა დაკარგოს, რომ გახდეს თხევადი.
აირისებურ მდგომარეობაში მყოფი წყლის მოლეკულები კარგავენ სითბოს ენერგიას, ანელებს მოძრაობას და იწყებენ ერთმანეთთან "ჩხირვას" და ქმნიან თხევადს.
კონდენსაცია: წყლის ციკლი
წყლის მძივები გამოჩნდა მინაზე და, განმარტებით, ეს ნიშნავს რომ წყლის ორთქლი შედედებულია თხევად მინის ზედაპირზე.
ეს წყლის ორთქლი ყოველთვის არის ჰაერში, სუფთა დღეებშიც კი. წყალი ყოველთვის არის კონდენსაცია და ორთქლდება (კონდენსაციის საპირისპირო) ჰაერში. წყლის ციკლის შეთვისება კონდენსაციის წერტილში შეიძლება დაგეხმაროთ იმის გარკვევაში, თუ როგორ ხდება წყალი ცივ მინაზე.
წყლის ციკლში, გაგრილებულ ზედა ატმოსფეროში შეყვანილი წყლის ორთქლი ანელებს აორთქლების სიჩქარეს, ვიდრე კონდენსაციის სიჩქარეზე ნაკლები. კონდენსაცია ჩქარი ტემპით ხდება და აირისებრი წყლის მოლეკულები იკუმშება პატარა ჰაერწვეთის გარშემო მტვრის, მარილისა და კვამლის ნაწილაკები ქმნიან პატარა წვეთებს, რომლებიც შეიძლება გაიზარდოს მეტი თხევადი წყლის შეგროვებით მოლეკულები.
კონდენსაცია მინაზე
გაგრილების ზედა ატმოსფეროს მსგავსად, რადგან თავიდანვე ჩვენს მაგალითში მინა ცივდება ყინულის სასმელში, ის აღწევს ტემპერატურას, როდესაც კონდენსაცია ხდება უფრო მაღალი სიჩქარით, ვიდრე აორთქლება. თუნდაც ცხელ დღეს და მიუხედავად იმისა, რომ ცხელი ჰაერი უფრო მეტ წყლის ორთქლს იტევს, ვიდრე ცივი ჰაერი, წყლის ზღვარზე მეტი ზღვარია წყლის ორთქლის ჰაერში.
ნაწილაკების მოძრაობამ შეიძლება აიხსნას კონდენსაციის სიჩქარის ეს ზრდა. ცხელი ჰაერის ცივ მინასთან შეხებისას, ცხელი ჰაერიდან ცივ მინაზე გადადის. მიმდებარე ჰაერში სითბოს დაკარგვა იწვევს წყლის ორთქლის მინას ენერგიის დაკარგვას. ენერგიის დაკარგვისთანავე წყლის ორთქლი თხევად მიირთვება მინაზე.
მას შემდეგ, რაც ყინული დნება სასმელში, სითხის ტემპერატურა მინის შიგნით და მიმდებარე ჰაერი წონასწორობაში მოვა და მინაზე კონდენსაცია აღარ შეიქმნება.