Rakstā ir aprakstīts, kas ir tvaiks, kādi ir tā veidi un kā ūdens tvaikus izmanto rūpniecībā un ikdienā.
Fizika
Viena no galvenajām zinātnēm, kas palīdz izzināt apkārtējās pasaules uzbūvi un dažus tās procesus, ir fizika. Katru sekundi mums apkārt notiek daudzas interesantas reakcijas. Mēs jau sen esam pieraduši pie daudziem no tiem un nepievēršam tiem uzmanību. Turklāt ikdienā reti kurš aizdomājas par Saules degšanas būtību jeb ūdens tvaiku rašanos, kam ir milzīga ietekme uz klimatu. Un, lai gan iepriekš aprakstītie procesi ir diezgan labi izpētīti, mēs joprojām apsvērsim jautājumu par to, kas ir tvaiks. Starp citu, tas var veidoties ne tikai ūdens vārīšanās vai iztvaikošanas, bet arī citu dažādu vielu reakciju rezultātā, taču vispirms.
Definīcija
Tvaiki ir vielas gāzveida stāvoklis, ja šī fāze ir līdzsvarā ar citiem šīs vielas agregētajiem stāvokļiem. Pats process, kura rezultātā parādās tvaiks, parasti tiek saukts par iztvaikošanu, un apgriezto procesu sauc par kondensāciju. Tātad tagad mēs zinām, kas ir tvaiks. Starp citu, parasti, pieminot vārdu “tvaiks”, cilvēki gandrīz vienmēr domā tvaiku, kas tiek iegūtsparasts ūdens, lai gan, kā minēts iepriekš, daudzas vielas var iegūt šo agregācijas stāvokli.
Turklāt ir pieņemts izšķirt divus galvenos veidus: piesātinātos un nepiesātinātos. Taču šīs definīcijas attiecas tikai uz ķīmiski tīrām vielām. Analizēsim tos sīkāk.
Kas ir nepiesātinātais tvaiks?
Tā viņi to sauc, kad tas nevarēja sasniegt līdzsvaru, ko sauc par dinamisku, attiecībā pret šķidrumu, no kura tas veidojās. Bieži vien šāda definīcija tiek sajaukta ar termodinamisko, kas ir nepareizi. Ja jūs salīdzināt nepiesātināta tvaika spiedienu ar piesātinātu tvaiku, tad tam vienmēr būs zemāka vērtība.
Kad uz šķidruma virsmas parādās nepiesātināti tvaiki, to veidošanās process norit ātrāk un gūst virsroku pār apgriezto procesu (kā jau teicām, to sauc par kondensāciju). Un rezultātā šķidruma pakāpeniski kļūst mazāk un mazāk.
Tagad apsveriet, kas ir piesātināts tvaiks.
Piesātināts tvaiks
Par piesātinātu tvaiku sauc, kad tas spējis sasniegt dinamisku līdzsvaru ar šķidrumu, no kura tas tika iegūts. Vienkārši sakot, šajā gadījumā iztvaikošana ir vienāda ar kondensāciju, un atšķirībā no situācijas ar nepiesātinātu tvaiku šķidruma daudzums var palikt nemainīgs. Tagad mēs zinām, kas ir steam un tā veidi.
Ja, piemēram, saspiežat tvaikus, kas ir līdzsvarā ar šķidrumu, šis līdzsvars pakāpeniski izzudīs unkondensācija kļūs arvien intensīvāka, līdz, mainoties gāzveida vielas blīvumam, atkal atjaunosies dinamiskais līdzsvars.
Atkarībā no šķidruma veida dinamiskais līdzsvars ar tvaikiem parādās pie dažādām tā blīvuma vērtībām. Tas ir saistīts ar faktu, ka visām vielām ir atšķirīgs starpmolekulārās pievilkšanās spēks.
Ūdens tvaiki
Un tomēr visbiežāk cilvēki šo vārdu saprot kā visiem zināmo ūdens gāzveida stāvokli. Ja ieskatāties enciklopēdijā, jūs varat atrast galvenās tvaiku raksturojošās īpašības: krāsas, smaržas neesamību un tā saņemšanu, patiesībā, no ūdens.
Mēs visi esam to pamanījuši vairākkārt, neatkarīgi no tā, vai tas ir vārošs ūdens ēdiena pagatavošanai vai mitruma iztvaikošana no karsta seguma pēc lietus. Bet, ja padomā un atceras industriālās un tehnoloģiskās revolūcijas periodus, kļūst skaidrs, ka tvaikam cilvēka dzīvē ir liela nozīme. Šīs parādības fizika ir tāda, ka ūdens gāzveida stāvoklis aizņem desmit reizes lielāku tilpumu nekā tā sākotnējā šķidrā forma. Tieši šis novērojums savulaik deva impulsu tehnoloģiju attīstībai.
Viss sākās ar pirmajiem tvaika dzinējiem un nedaudz vēlāk "pašgājējiem" ratiem, kā sauca transportlīdzekļus ar šādiem dzinējiem. Bet šādas automašīnas tika nogādātas darba stāvoklī ļoti ilgu laiku, tām bija mazs ātrums un slikta vadāmība. Viss mainījās tikai līdz ar tvaika lokomotīvju izgudrošanu.
Bez tam ūdens ir arī labs dzesēšanas šķidrums, un to izmanto daudzās sistēmāsdzesēšana, un, ja to ķēde nav slēgta, tad rezultātā parādās arī tvaiks. Mūsu laikos to dažkārt speciāli ieved gāzveida stāvoklī, bet ne primitīvos dzinējos, bet atomelektrostacijās, kur elektrisko ģeneratoru turbīnas rotē ar tvaiku.
Iztvaikotam ūdenim ir arī liela nozīme klimatā. Paceļoties augstumā, kur temperatūra ir daudz zemāka, tvaiki kondensējas un lietus veidā nokrīt uz zemes virsmu. Sniegs parādās aptuveni tādā pašā veidā.
Nu galu galā viņi gatavo diētisku un vienkārši veselīgu pārtiku pārim.
Pareizos apstākļos tvaiki veido miglu netālu no zemes virsmas.
Tagad mēs zinām, kas ir steam un kā tas notiek.
