Straipsnyje aprašoma, kas yra garai, kokios jo rūšys ir kaip vandens garai naudojami pramonėje ir kasdieniame gyvenime.
Fizika
Vienas pagrindinių mokslų, padedančių išsiaiškinti supančio pasaulio sandarą ir kai kuriuos jo procesus, yra fizika. Kiekvieną sekundę aplink mus vyksta daug įdomių reakcijų. Prie daugelio jų jau seniai pripratome ir nekreipiame į juos dėmesio. Be to, kasdieniame gyvenime mažai kas susimąsto apie Saulės degimo pobūdį ar vandens garų atsiradimą, kurie daro didžiulę įtaką klimatui. Ir nors aukščiau aprašyti procesai buvo gana gerai ištirti, mes vis tiek apsvarstysime klausimą, kas yra garas. Beje, jis gali susidaryti dėl ne tik vandens virimo ar garavimo, bet ir dėl kitų įvairių medžiagų reakcijų, bet pirmiausia.
Apibrėžimas
Garai yra dujinė medžiagos būsena, jei ši fazė yra pusiausvyroje su kitomis agreguotomis šios medžiagos būsenomis. Pats procesas, dėl kurio atsiranda garai, dažniausiai vadinamas garavimu, o atvirkštinis procesas – kondensacija. Taigi dabar mes žinome, kas yra garas. Beje, dažniausiai kai minimas žodis „garas“, žmonės beveik visada turi omenyje garus, iš kurių gaunamaspaprastas vanduo, nors, kaip minėta pirmiau, daugelis medžiagų gali įgyti tokią agregacijos būseną.
Be to, įprasta skirti du pagrindinius tipus: sočiuosius ir nesočiuosius. Tačiau šie apibrėžimai taikomi tik chemiškai grynoms medžiagoms. Išanalizuokime juos išsamiau.
Kas yra nesotieji garai?
Taip jie vadina, kai jis negalėjo pasiekti pusiausvyros, vadinamos dinamine, skysčio, iš kurio susidarė, atžvilgiu. Dažnai toks apibrėžimas painiojamas su termodinamine, o tai neteisinga. Jei palyginsite nesočiųjų garų ir sočiųjų garų slėgį, tada jo vertė visada bus mažesnė.
Kai skysčio paviršiuje atsiranda nesočiųjų garų, jų susidarymo procesas vyksta greičiau ir vyrauja prieš atvirkštinį procesą (kaip jau minėjome, tai vadinama kondensacija). Dėl to skysčio palaipsniui mažėja.
Dabar pagalvokite, kas yra prisotintas garas.
Sotūs garai
Sotieji garai vadinami tada, kai jie sugebėjo pasiekti dinaminę pusiausvyrą su skysčiu, iš kurio jie buvo gauti. Paprasčiau tariant, šiuo atveju garavimas prilygsta kondensacijai, o kitaip nei su nesočiaisiais garais, skysčio kiekis gali likti nepakitęs. Dabar žinome, kas yra garas ir jo rūšys.
Jei, pavyzdžiui, suspaudžiate garus, kurie yra pusiausvyroje su skysčiu, šis balansas palaipsniui išnyks irkondensacija taps vis intensyvesnė, kol pasikeitus dujinės medžiagos tankiui vėl bus atkurta dinaminė pusiausvyra.
Priklausomai nuo skysčio tipo, dinaminė pusiausvyra su garais atsiranda esant skirtingoms tankio vertėms. Taip yra dėl to, kad visos medžiagos turi skirtingą tarpmolekulinės traukos jėgą.
Vandens garai
Ir vis dėlto dažniausiai žmonės šį žodį supranta kaip visiems pažįstamą dujinę vandens būseną. Jei pažvelgsite į enciklopediją, galite rasti pagrindines garų savybes: spalvos, kvapo nebuvimą ir, tiesą sakant, jo gavimą iš vandens.
Mes visi tai ne kartą pastebėjome, nesvarbu, ar tai verdantis vanduo gaminimui, ar po lietaus išgaruojanti drėgmė nuo karšto grindinio. Tačiau gerai pagalvojus ir prisiminus pramonės ir technologijų revoliucijos laikotarpius, paaiškėja, kad garai žmogaus gyvenime turi didelę reikšmę. Šio reiškinio fizika yra tokia, kad dujinė vandens būsena užima dešimt kartų didesnį tūrį nei jo pradinė skystoji forma. Būtent šis pastebėjimas vienu metu davė impulsą technologijų vystymuisi.
Viskas prasidėjo nuo pirmųjų garo mašinų, o kiek vėliau – „savaeigių“vežimėlių, kaip buvo vadinamos transporto priemonės su tokiais varikliais. Tačiau tokie automobiliai buvo labai ilgą laiką atvežti į darbinę būklę, turėjo mažą greitį ir prastą valdymą. Viskas pasikeitė tik išradus garvežius.
Be to, vanduo taip pat yra geras aušinimo skystis ir naudojamas daugelyje sistemųaušinimas, o jei jų grandinė nėra uždaryta, dėl to taip pat atsiranda garų. Mūsų laikais jis kartais specialiai perkeliamas į dujinę būseną, bet ne primityviuose varikliuose, o atominėse elektrinėse, kur elektros generatorių turbinos sukasi garais.
Išgaravęs vanduo taip pat turi didelę reikšmę klimatui. Pakilę į aukštį, kur temperatūra daug žemesnė, garai kondensuojasi ir lietaus pavidalu nukrenta į žemės paviršių. Sniegas atrodo taip pat.
Na, galų gale jie gamina dietinį ir tiesiog sveiką maistą porai.
Esant tinkamoms sąlygoms, garai šalia žemės paviršiaus sudaro rūką.
Dabar žinome, kas yra garas ir kaip tai vyksta.
