Билет 7
Испарение и конденсация
У отдельной части молекул всегда имеется возможность покинуть жидкость, срываясь с ее поверхности за счет избытка кинетической энергии теплового движения. Процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием. Чем выше температура жидкости, тем быстрее идет парообразование.
Различают два вида парообразования: испарение и кипение. Парообразование, происходящее при любой температуре и только с поверхности жидкости, называется испарением. Пар – это газ, образующийся за счет испарения. При испарении жидкость охлаждается.
Определенная часть испарившихся молекул, совершая хаотическое движение, должна вновь попасть на поверхность жидкости и превратиться в ее молекулы. Т.о., наряду с процессом испарения одновременно происходит е обратный процесс, который называется конденсацией.
Конденсация – это процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое, вследствие его охлаждения или сжатия. Число конденсирующихся при данной температуре молекул тем больше, чем выше давление пара над жидкостью.
В открытом сосуде процесс испарения жидкости преобладает над процессом конденсации. В закрытом же сосуде устанавливается т.н. динамическое равновесие между жидкостью и паром, при котором испарение и конденсация компенсируют друг друга. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью называется насыщенным паром.
При сжатии насыщенного пара концентрация молекул пара увеличивается, равновесие между процессами испарения и конденсации нарушается, и часть пара превращается в жидкость. При расширении насыщенного пара концентрация его молекул уменьшается и часть жидкости превращается в пар.
При постоянной температуре, давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объема и вычисляется по формуле:
Интенсивность процесса испарения увеличивается с возрастанием температуры жидкости. Давление идеального газа при постоянной концентрации молекул возрастает прямо пропорционально абсолютной температуре.
Если испарение жидкости преобладает над конденсацией или жидкость полностью испарилась, то находящийся над ней пар называется ненасыщенным.
Трансформаторы. Производство и передача электрической энергии.
Одно из важных преимуществ переменного тока перед постоянным заключается в том, что напряжение переменного тока относительно легко поддается изменению с помощью электромагнитной индукции.
Прибор для преобразования напряжения и силы переменного тока при неизменной частоте называют трансформатором (рис.13.3а). Он был изобретен П.Н.Яблочковым в 1876 г. Трансформатор состоит из замкнутого сердечника, сделанного из мягкой стали или феррита, на котором имеются две изолированные друг от друга катушки (обмотки) с разным числом витков. Первичная обмотка включается в цепь переменного тока, а вторичная – соединяется с потребителем. Ток в первичной обмотке создает в сердечнике переменный магнитный поток (рис.13.3б), который наводит одинаковую ЭДС индукции в каждом витке обеих обмоток. Если первичная обмотка имеет n 1 витков, а вторичная n 2, то ЭДС индукции в обмотках прямо пропорциональны числу витков в них:
рис.13.3
При разомкнутой цепи вторичной обмотки (холостой ход трансформатора) напряжение U 2 на ее зажимах равно ЭДС 𝜉 2. В первичной обмотке при этом течет слабый ток I 0, который называют током холостого хода. При холостом ходе трансформатора напряжения на обмотках прямо пропорциональны числу витков обмоток:
Если число витков во вторичной обмотке n 2 больше, чем в первичной n 2, то трансформатор называют повышающим, а если n 2 меньше, чем n 1 – понижающим. Отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки называют коэффициентом трансформации k:
У понижающего трансформатора k >1, а у повышающего k <1.
Производство и передача электроэнергии осуществляется посредством энергосистемы, которая связывает в себя электростанции и конечных потребителей, в единую, структурированную систему, о которой и пойдет речь в сегодняшней статье. В нашей стране, существует 6 энергосистем, в составе которых функционируют 74 районные системы. Давайте разберемся с терминологией.
Энергоэлектрическая сеть – совокупность систем для передачи электрической энергии от источника ее производства, до конечного потребителя. В ее состав входят:
— подстанции;
— распределительные устройства;
— токопроводы;
— линии электропередачи
Подстанция — система, которая используется для преобразования и передачи энергии.
Распределительное устройство – установка, предназначенная для приема и дальнейшего распределения электрической энергии, по средствам различных коммутационных аппаратов.
Линия передачи – совокупность каналов, по которым, на определенное расстояние передается электрическая энергия, без участия трансформации