Faasisiirded (0)

FAASISIIRDED
Faasisiireteks nimetatakse neid protsesse, kus keha läheb üle ühest faasist teise.
Agregaatolekud ja faasid
Aineid jaotatakse agregaatolekuteks ehk faasideks , kus ühte olekusse klassifitseeritakse ained, millel on ühesuguseda füüsikalised omadused. Selgub, et ühes olekus võib olla veel alagruppe ehk faase , millel on faasi ühesugused füüsikalised omadused, erinevatel ainetel erinevad füüsikalised omadused. Nt. süsiniku aatomid võivad moodustada kas teemandile või grafiidile vastavad kristallvõred. Ühed ja samad süsiniku aatomid, erineva kujuga kristallvõred. Järelikult on erinevad füüsikalised omadused. Teemant on kõva, sellest valmistatakse puure või nuge. Grafiit on pehme. Mõlemad on tahkised aga erinevate füüsikaliste omadustega. Ahjutahm, mis koosneb ka süsiniku aatomitest on aga amorfne .
Faasisiirded
1) Sulamine , mis on aine üleminek tahkest faasist vedelasse.
2) Tahkumine , mis on aine üleminek vedelast faasist tahkesse.
3) Aurumine , mis on aine üleminek vedelast faasist gaasilisse.
4) Kondenseerumine, mis on aine üleminek gaasilisest faasist vedelasse.
5) Sublimatsioon, mis on aine üleminek tahkest faasist gaasilisse.
6) Härmatumine, mis on aine üleminek gaasilisest faasist tahkesse.
7) Rekristallatsioon, mis on faasisiire , mis toimub kristallvõre muutmise teel.
Siirdesoojus on soojushulk , mis on vajalik ühikulise massiga aine üleminekuks ühest faasist teise.
Siirdetemperatuur on temperatuur, mille juures faasisiire toimub.
Aurustumissoojuseks nim soojushulka, mis on vajalik ühikulise massiga vedeliku aurustumiseks teatud jääval temperatuuril.
Sulamissoojuseks nim massiühiku aine sulamiseks kuluvat soojushulka.
Aurustumissoojuseks nim soojushulka, mille peab andma kindlal temperatuuril oleva aine massiühikule, et muuta see sama temperatuuriga auruks.
Sulamine ja tahkumine
Sulamine on faasisiire, milles tahkis läheb üle tahkest faasist vedelasse. Siirdesoojus on sulamissoojus . S.o soojushulk, mis on vajalik ühikulise massiga tahkise sulatamiseks sulamistemperatuuril.
Sümbol: λ
Valem: mλ
Vaatleme molekulaarjõudude sõltuvust osakestevahelisest kaugusest r sulamisel kahe molekuli abil.
Sulamise protsessis ei muutu temperatuur, järelikult ei muutu osakest kineetiline energia. Küll aga sulamiseks antakse tahkisele soojushulk mλ , mis läheb osakeste potensiaalse energia suurendamiseks, sest kui osakesed on aines enne sulamist väga lähedal teineteisele, valitsevad nende vahel maksimaalsed tõukejõud. Soojushulga arvel suureneb osakestevaheline kaugus r ning mingil kaugusel r indeksiga 0 on osakestevaheline tõmbejõud maksimaalne, mis määrab ära osakeste maksimaalse potensiaalse energia. Siit alates lõpeb sulamine, tõmbejõud väheneb järsult. Selle arvel suureneb ka osakeste kineetiline energia ning vedeliku temperatuur hakkab uuesti tõusma.
Tahkumine on faasisiire, milles vedelik läheb üle tahkesse faasi ning eraldub soojushulk mλ . Tahkis sulab ja tahkub samal temperatuuril.
Aurumine ja kondenseerumine
Aurumine on faasisiire, mille puhul aine läheb vedelast faasist gaasilisse ehk s.o faasisiire, mille puhul osakesed lahkuvad vedeliku pinnalt.
Selleks, et osake saaks lahkuda vedeliku pinnalt, peab ta ületama esiteks vedeliku osakeste vahelise molekulaarjõu, teiseks pindpinevusjõu ning kolmandaks paisumistööks vajaliku energia. Paisumistööks, mis on määratud vedeliku ja gaasi tihedusete vahega ning osakestevahelise tõmbejõu sõltuvusega osakestevahelisest kaugusest gaasilises faasis.
Osakese väljumistöö valem:
Av = ML : Na
Osakese väljumistöö on arvuliselt võrdne aine molekulaarmassi M ja aurustumissoojuse L korrutise ning Avogadro arvu NA suhtega.
Siirdesoojus on aurustumissoojus, mis on vajalik ühikulise massiga vedeliku aurustamiseks teatud temperatuuril. Teatued temperatuuril tähendab seda, et mida kõrgem on vedeliku temperatuur, seda väiksem on aurustumissoojus, seda vähem tuleb juurde anda energiat.
Valemid:
Q=ml
L= Q:m
Vedeliku aurustamiseks vajalik soojushulk on arvuliselt võrdne vedeliku massi m ja aurustumissoojuse L korrutisega.
Kondenseerumiseks nim gaasilise faasi muutumist vedelaks faasiks ehk osakeste tagasitulekut vedelikku.
a) mitteküllastunud aur(uga) on tegemist vedeliku aurumisel vabalt pinnalt, mis tähendab, et teatud aja jooksul vedelikust lahkub rohkem osakesi, kui sama aja jooksul vedelikku naaseb.
b) küllastunud aur ( umine) tekib suletud ruumis, kus algul on vedeliku kohal mitteküllastunud aur, kuid aurumise jätkumisel vedelikust osakeste lahkumisega vedeliku tihedus väheneb, auru tihedus aga suureneb ning saabub olukord, kus sama aja jooksul vedelikust lahkub ja naaseb sama arv osakesi.
Keemine
On üks aurumise eriliike. Iga vedeliku jaoks on olemas antud rõhul mingi temperatuuri väärtus, millest alates muutub aurumise iseloom. Seda temperatuuri nim aine keemistemperatuuriks. Keemistemperatuur sõltub rõhust. Keemine tähendab intensiivset aurumise, kusjuures aurumine ei toimu ainult vedeliku pinnalt, vaid ka mullidena vedeliku seest. Vedeliku aurustumissoojust keemistemperatuuril nim keemissoojuseks.
Õhuniiskus
1. Absoluutne niiskus
a) tiheduse kaudu
Valem: Q= m:V
Def. absoluutne õhuniiskus on füüsikaline suurus, mis mõõdetakse 1 m õhus sisalduva veeauru massiga grammides.
b) rõhu kaudu ( 1 mm/Hg; 1Pa)
Def: absoluutne õhuniiskus on füüsikaline suurus, mida mõõdetakse õhus sisalduva veeauru osarõhuga.
2. Seda väljendab relatiivne ehk suhteline niiskus.
Valemid: roo jagatud roo indeksiga 0 korrutatud 100%
Tihedus ja rõhk on absoluutsel niiskusel antud kas tiheduse või rõhu kaudu.p0 , roo 0 on küllastunud auru rõhk/tihedus teatud temperatuuril.
Absoluutne niiskus ei sõltu temperatuurist. Suletud ruumis absoluutne niiskus on jääv, ometi tunneme , et temperatuuri langemisel läheb õhk niiskemaks.
Põhjus seisneb selles, et igale temperatuurile vastab teatud kindla massiga küllastunud aur. Mida madalam on temperatuur, seda väiksem on talle vastava küllastunud auru mass.
Seega suhteline niiskus on arvuliselt võrdne teatud temperatuuril rõhu või tihedusega antud absoluutse niiskuse ja samal temperatuuril rõhu või tihedusega antud küllastunud auru suhtega protsentides.