Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сұйықтың бетінен пайда болатын булану түрі; беткі құбылыс.
Type of vaporization of a liquid that occurs from its surface; surface phenomenon
Булану – сұйықтың газ фазасына ауысқанда, оның бетінде жүретін булану түрі. Қоршаған газдың құрамындағы буланатын заттың жоғары концентрациясы булануды айтарлықтай баяулатады, мысалы, ылғал судың булану жылдамдығына әсер етеді. Сұйықтың молекулалары соқтығысқанда, олар соқтығысу әдісіне сәйкес бір-біріне энергияны жібереді. Сұйықтың бетіне жақын молекула бу қысымын жеңу үшін жеткілікті энергияны сіңірсе, ол газ күйінде қоршаған ауаға ұшып шығады. Булану кезінде буланып кеткен сұйықтықтан алынған энергия сұйықтың температурасын төмендетеді, нәтижесінде булану салқындату эффектісіне әкеледі. Көбінесе сұйықтықтан шығу үшін жеткілікті жылу энергиясына тек сұйықтық молекулаларының бір бөлігі ғана ие болады. Булану сұйықтың булануы оның конденсациясына тең болатын тепе-теңдікке жеткенше жалғасады. Жабық кеңістікте сұйық қоршаған ауа қаныққанға дейін буланады. Булану – су айналымының маңызды бөлігі. Күн (күн энергиясы) мұхиттардан, көлдерден, топырақтағы ылғалдан және судың басқа да көздерінен судың булануын қозғаушы күш болып табылады. Гидрологияда булану және транспирация (өсімдік жапырақтарының ішіндегі булану процесі) бірлесіп, булану-транспирация деп аталады. Судың булануы сұйықтың беті ашық болғанда жүзеге асады, бұл молекулалардың қашып кетуіне және су буын құрауына мүмкіндік береді; бұл бу көтеріліп, бұлттарды қалыптастыруы мүмкін. Жеткілікті энергия болғанда, сұйық буға айналады.
Evaporation is a type of vaporization that occurs on the surface of a liquid as it changes into the gas phase. A high concentration of the evaporating substance in the surrounding gas significantly slows down evaporation, such as when humidity affects rate of evaporation of water. When the molecules of the liquid collide, they transfer energy to each other based on how they collide. When a molecule near the surface absorbs enough energy to overcome the vapor pressure, it will escape and enter the surrounding air as a gas. When evaporation occurs, the energy removed from the vaporized liquid will reduce the temperature of the liquid, resulting in evaporative cooling. On average, only a fraction of the molecules in a liquid have enough heat energy to escape from the liquid. The evaporation will continue until an equilibrium is reached when the evaporation of the liquid is equal to its condensation. In an enclosed environment, a liquid will evaporate until the surrounding air is saturated. Evaporation is an essential part of the water cycle. The sun (solar energy) drives evaporation of water from oceans, lakes, moisture in the soil, and other sources of water. In hydrology, evaporation and transpiration (which involves evaporation within plant stomata) are collectively termed evapotranspiration. Evaporation of water occurs when the surface of the liquid is exposed, allowing molecules to escape and form water vapor; this vapor can then rise up and form clouds. With sufficient energy, the liquid will turn into vapor.
Теория
Сұйықтың молекулалары булануы үшін олар бетке жақын орналасуы, дұрыс бағытта қозғалуы және сұйық фазадағы молекулааралық күштерді жеңу үшін жеткілікті кинетикалық энергияға ие болуы керек. Молекулалардың шағын бөлігі ғана осы талаптарға сай келсе, булану жылдамдығы төмен болады. Молекуланың кинетикалық энергиясы температурасына пропорционалды болғандықтан, булану жоғары температурада жылдамдатылады. Жылдам қозғалатын молекулалар қашып кеткенде, қалған молекулалардың орташа кинетикалық энергиясы төмендеп, сұйықтың температурасы төмендейді. Бұл құбылыс бу арқылы салқындату деп те аталады. Сондықтан тердің булануы адам денесін салқындатады. Булану газ және сұйық фазалар арасындағы ағын жылдамдығы жоғары болғанда және бу қысымы жоғары сұйықтықтарда да жылдам жүреді. Мысалы, кір жуу арқанына ілінген киім, тыныш күніне қарағанда желді күні тез кеуіп қалады. Буланудың үш маңызды факторы – жылу, атмосфералық қысым (ылғалдылықты анықтайды) және ауа ағыны. Молекулалық деңгейде сұйық және газ күйлері арасында нақты шекара жоқ. Оның орнына, фазасы анықталмаған Кнудсен қабаты бар. Бұл қабаттың қалыңдығы бірнеше молекула ғана болғандықтан, макроскопиялық деңгейде фазалық өту интерфейсі анық көрінбейді. Белгілі бір температурада, белгілі бір газ ортасында (мысалы, бөлме температурасындағы тамақ майы) көзге көрінбей буланбайтын сұйықтықтардың молекулалары, буға айналу үшін қажетті жылу энергиясын жеткілікті мөлшерде бір-біріне беруге бейім емес. Дегенмен, бұл сұйықтықтар буланып жатыр, жай ғана процесс өте баяу болып, көрінуі қиын.
For molecules of a liquid to evaporate, they must be located near the surface, they have to be moving in the proper direction, and have sufficient kinetic energy to overcome liquid phase intermolecular forces. When only a small proportion of the molecules meet these criteria, the rate of evaporation is low. Since the kinetic energy of a molecule is proportional to its temperature, evaporation proceeds more quickly at higher temperatures. As the faster moving molecules escape, the remaining molecules have lower average kinetic energy, and the temperature of the liquid decreases. This phenomenon is also called evaporative cooling. This is why evaporating sweat cools the human body. Evaporation also tends to proceed more quickly with higher flow rates between the gaseous and liquid phase and in liquids with higher vapor pressure. For example, laundry on a clothes line will dry (by evaporation) more rapidly on a windy day than on a still day. Three key parts to evaporation are heat, atmospheric pressure (determines the percent humidity), and air movement. On a molecular level, there is no strict boundary between the liquid state and the vapor state. Instead, there is a Knudsen layer, where the phase is undetermined. Because this layer is only a few molecules thick, at a macroscopic scale a clear phase transition interface cannot be seen. Liquids that do not evaporate visibly at a given temperature in a given gas (e. g., cooking oil at room temperature) have molecules that do not tend to transfer energy to each other in a pattern sufficient to frequently give a molecule the heat energy necessary to turn into vapor. However, these liquids are evaporating. It is just that the process is much slower and thus significantly less visible.
Булану тепе-теңдігі
Егер булану жабық кеңістікте жүрсе, қашқан молекулалар сұйықтықтың үстінде бу ретінде жиналады. Көптеген молекулалар сұйыққа қайта оралады, будың тығыздығы мен қысымы артқан сайын қайта оралатын молекулалардың саны көбейеді. Қашу және қайта оралу процесі тепе-теңдікке келгенде,
If evaporation takes place in an enclosed area, the escaping molecules accumulate as a vapor above the liquid. Many of the molecules return to the liquid, with returning molecules becoming more frequent as the density and pressure of the vapor increases. When the process of escape and return reaches an equilibrium,
Термодинамика
Булану – эндотермиялық процесс, себебі булану барысында жылу жұтылады.
Evaporation is an endothermic process, since heat is absorbed during evaporation.
Қолданбалар
Өнеркәсіптік қолданысқа көптеген баспа және қаптау процестері, ерітінділерден тұздарды алу, сондай-ақ ағаш, қағаз, мата және химиялық заттар сияқты әртүрлі материалдарды кептіру кіреді. Үлгілерді кептіру немесе концентрациялау үшін булануды қолдану, спектроскопия және хроматография сияқты көптеген зертханалық талдаулар үшін әдеттегі дайындық қадамы болып табылады. Бұл мақсатта роторлық булану құралдары мен центрифугалық булану құралдары қолданылады. Киімді кір жуу арқанына ілген кезде, қоршаған ортаның температурасы судың қайнау температурасынан төмен болса да, су буланады. Бұл төмен ылғалдылық, күннен келетін жылу және жел сияқты факторлармен үдетіледі. Киім кептіргіште ыстық ауа киім арқылы соғылып, судың жылдам булануына жағдай жасайды. Матки/матка – су және басқа сұйықтықтарды сақтау және салқындату үшін қолданылатын дәстүрлі үнді саңылаулы саз ыдысы. Ботихо – испандықтардың суды булану арқылы салқындатуға арналған саңылаулы саз балшықтан жасалған ыдысы. Буландыру салқындатқыштары, сумен қаныққан сүзгі арқылы құрғақ ауаны соғып, ғимаратты айтарлықтай салқындата алады.
Industrial applications include many printing and coating processes; recovering salts from solutions; and drying a variety of materials such as lumber, paper, cloth and chemicals. The use of evaporation to dry or concentrate samples is a common preparatory step for many laboratory analyses such as spectroscopy and chromatography. Systems used for this purpose include rotary evaporators and centrifugal evaporators. When clothes are hung on a laundry line, even though the ambient temperature is below the boiling point of water, water evaporates. This is accelerated by factors such as low humidity, heat (from the sun), and wind. In a clothes dryer, hot air is blown through the clothes, allowing water to evaporate very rapidly. The matki/matka, a traditional Indian porous clay container used for storing and cooling water and other liquids. The botijo, a traditional Spanish porous clay container designed to cool the contained water by evaporation. Evaporative coolers, which can significantly cool a building by simply blowing dry air over a filter saturated with water.
Жанар көзінің булануы
Отын тамшылары жану камерасындағы ыстық газдармен араласып, жылу алғанда буланады. Жылу (энергия) жану камерасының кез келген ыстық отқа төзімді қабырғасынан сәулелену арқылы да алынуы мүмкін.
Fuel droplets vaporize as they receive heat by mixing with the hot gases in the combustion chamber. Heat (energy) can also be received by radiation from any hot refractory wall of the combustion chamber.
Жанар алдындағы буландыру
Ішкі жанатын қозғалтқыштардың жақсы жұмыс істеуі үшін цилиндрлердегі отынның булануына және отын-ауа қоспасының қалыптасуына тәуелді. Бензиннің толық жағу үшін қажетті химиялық дұрыс ауа-отын қоспасы 15 бөлік ауаға 1 бөлік бензин немесе салмақ бойынша 15/1 арақатынасында анықталған. Бұл көрсеткішті көлемге ауыстырғанда, 8000 бөлік ауаға 1 бөлік бензин, яғни көлем бойынша 8000/1 арақатынасы шығады.
Internal combustion engines rely upon the vaporization of the fuel in the cylinders to form a fuel/air mixture in order to burn well. The chemically correct air/fuel mixture for total burning of gasoline has been determined to be 15 parts air to one part gasoline or 15/1 by weight. Changing this to a volume ratio yields 8000 parts air to one part gasoline or 8,000/1 by volume.
Қабық түсіру
Жұқа қабаттарды затты буландырып, оны субстратқа конденсациялау арқылы немесе затты еріткіште ерітіп, нәтижедегі ерітіндіні субстратқа жұқалап жағу және еріткішті буландыру арқылы жабуға болады. Мұндай жағдайларда булану жылдамдығын бағалау үшін көбінесе Герц-Кнудсен теңдеуі қолданылады.
Thin films may be deposited by evaporating a substance and condensing it onto a substrate, or by dissolving the substance in a solvent, spreading the resulting solution thinly over a substrate, and evaporating the solvent. The Hertz–Knudsen equation is often used to estimate the rate of evaporation in these instances.