Кинетикалык теория
Буулануу процессин кинетикалык теориянын жардамы менен түшүндүрүүгө болот. Газ молекулалары сыяктуу эле, суу молекулалары да кыймылдайт. Айырмасы, суу молекулалары ажырай албайт, анткени алардын ортосундагы тартылуу күчтөрү аларды дагы эле чогуу кармап тура алат. Ал эми газ молекулаларынын ортосундагы тартылуу күчтөрү өтө алсыз, ошондуктан газ молекулалары бири-бирине жабышып кала албайт. Кыймылдаганда суу молекулаларынын ылдамдыгы болот. Айрым суу молекулаларынын ылдамдыгы жогору, ал эми башкаларынын ылдамдыгы төмөн. Суу молекулаларынын ылдамдыктарынын бөлүштүрүлүшү Максвелл бөлүштүрүүсүнө окшош.
Буулануу суу молекулаларынын ылдамдыгы жетиштүү чоң болгондо, суу молекулаларынын ортосундагы тартылуу күчү аларды бириктире албай калганда пайда болот. Космоско учуп бараткан ракетага окшоп, ракетанын ылдамдыгы жетиштүү чоң болгондуктан, Жердин тартылуу күчү анын жерде калышына тоскоол боло албайт. Белгилей кетүүчү нерсе, молекулалардын ортосундагы тартылуу күчтөрүнөн чоң ылдамдыктагы молекулалар гана кутула алат. Кичинекей ылдамдыктагы молекулалар дагы эле биригип, сууну пайда кылышат.
Суу молекулаларынын массасы жана ылдамдыгы же ылдамдыгы бар, ошондуктан суу молекулаларынын кинетикалык энергиясы бар (EK = 1/2 mv2 ) . Жогорку ылдамдыктагы суу молекулаларынын кинетикалык энергиясы төмөнкү ылдамдыктагы суу молекулаларына караганда жогору. Ошентип, молекулалардын ортосундагы тартылуу күчтөрүнөн кача алган суу молекулаларынын (бууга айланган суу молекулаларынын) кинетикалык энергиясы бир топ чоң деп айтууга болот. Адатта, суу молекулаларынын кинетикалык энергиясы суунун температурасы жогорулаган сайын жогорулайт. Эгерде суунун температурасы жетиштүү жогору болсо, суу молекулаларынын кинетикалык энергиясы жогорулайт. Ошентип, көбүрөөк суу бууга айланат. Бул буулануу ылдамдыгы көбүнчө жогорку температурада жогору болорун көрсөткөн изилдөөнүн жыйынтыктарына дал келет.
Нымдуу кийимдерди күнгө кургатканда, нымдуу кийимдер күндөн бөлүнүп чыккан жылуулукту сиңирип алат. Күндөн келген кошумча энергия кийимдердеги суу молекулаларынын кинетикалык энергиясынын жогорулашына алып келет. Кинетикалык энергия жогорулагандыктан, суу молекулалары тезирээк кыймылдайт (суу молекулаларынын ылдамдыгы жогорулайт). Алардын ылдамдыгы же кинетикалык энергиясы белгилүү бир мааниге жеткенде, суу молекулалары суу молекулаларынын ортосундагы тартылуу күчтөрүнөн чыгып, андан кийин бууга айланат. Нымдуу кийимдердин кургашына күндүн кошумча ысыгы гана таасир этпестигин белгилей кетүү маанилүү. Нымдуу кийимдер кийимдин айланасындагы жылуу абадан келген кошумча ысытуунун эсебинен да кургашы мүмкүн (жылуулук абадан нымдуу кийимдерге өткөрүлүп берилет).
Ысык күнү жер же пол тезирээк ысыйт. Жер тез ысыйт, анткени анын салыштырма жылуулук сыйымдуулугу бир топ чоң. Жер үстүндөгү абаны ысытат (бул учурда жылуулук өткөрүмдүүлүк аркылуу өтөт). Ысык аба кеңейет (анын тыгыздыгы азаят) жана өйдө карай жылат. Ал нымдуу кийимдердин үстүнөн өткөндө, аба молекулалары кийимдеги суу молекулалары менен кагылышат. Суу молекулалары тезирээк кыймылдайт. Алар тезирээк кыймылдагандыктан, суу молекулаларынын кинетикалык энергиясы жогорулайт. Тез кыймылдаган суу молекулалары башка суу молекулалары менен кагылышат. Алар аба молекулалары менен тынымсыз кагылышып тургандыктан, суу молекулалары тезирээк кыймылдайт (алардын кинетикалык энергиясы жогорулайт).
Алардын ылдамдыгы же кинетикалык энергиясы белгилүү бир мааниге жеткенде, тез кыймылдаган суу молекулалары молекулалардын ортосундагы тартылуу күчүнөн чыгып, бууга айлана алат... Суу молекулаларынын же аба молекулаларынын кинетикалык энергиясы температура менен тыгыз байланыштуу. Эгерде суу молекулаларынын кинетикалык энергиясы чоң болсо, анда ошол эле учурда суунун температурасы жогору болот. Же тескерисинче, суунун температурасы жогору болгондо, суу молекулаларынын кинетикалык энергиясы чоң болушу керек. Кинетикалык энергия ылдамдык менен да байланыштуу. Молекулалардын кинетикалык энергиясы канчалык чоң болсо, молекулалардын ылдамдыгы ошончолук чоң болот. Же тескерисинче, молекулалардын ылдамдыгы канчалык чоң болсо, молекулалардын кинетикалык энергиясы ошончолук чоң болот.
Ысык суу жөнүндө эмне айтууга болот? Ысык суунун температурасы жогору. Суунун температурасы жогору болгондуктан, суудагы суу молекулаларынын орточо кинетикалык энергиясы чоң. Суу молекулаларынын орточо кинетикалык энергиясы чоң болгондуктан, көптөгөн суу молекулалары жогорку ылдамдыкка ээ (көптөгөн суу молекулалары тез кыймылдайт). Жогорку ылдамдыктагы суу молекулалары молекулалардын ортосундагы тартылуу күчтөрүнөн качып, бууга айлана алат. Бууга жогорку ылдамдыктагы суу молекулалары (чоң кинетикалык энергиясы бар суу молекулалары) гана чыгат, ал эми төмөнкү ылдамдыктагы суу молекулалары (кинетикалык энергиясы аз суу молекулалары) бууга айланбайт. Ошентип, жогорку ылдамдыктагы суу молекулалары бууга айланганда, чогуу калган суу молекулаларынын орточо кинетикалык энергиясы кичирейет. Орточо кинетикалык энергия канчалык кичине болсо, суунун температурасы ошончолук төмөн болот (суу муздайт). Бул кыскача сүрөттөмөгө таянып, буулануу муздатуу процесси деп айтууга болот.
Буулануудан келип чыккан муздатуу процесси күнүмдүк жашоодо көп кездешет. Аба абдан ысык болгондо, дене көп жылуулукту сиңирип алат. Дене температурасын туруктуу кармоо үчүн, дене, адатта, тер аркылуу жылуулукту бөлүп чыгарат. Тер күндөн жана айланадагы абадан кошумча жылуулук алгандыктан, тер молекулаларынын кинетикалык энергиясы жогорулайт. Тер молекулаларынын кинетикалык энергиясы жогорулагандыктан, тер молекулаларынын ылдамдыгы жогорулайт. Тер молекулалары бууга айланат. Тер бууланганда, дене салкын сезилет. Дагы бир мисал... Адатта, душтан кийин денебиз салкын сезилет. Себеби теринин бетине жабышкан суу бууланат.
Жогоруда сүрөттөлгөн буулануу процесси күн сайын болот. Деңиз суусу, көл суусу жана дарыя суусу да бууланып кетиши мүмкүн...
Буу басымы
Бул жерде буу деп суу буусу түшүнүлөт. Сүрөткө көңүл буруңуз. Сууга толгон жабык идиш (идиштеги аба алынып салынган деп эсептеңиз). Кинетикалык теорияга ылайык, суу молекулалары дайыма кыймылда болот. Кыймылдаганда суу молекулалары ылдамдыкка жана кинетикалык энергияга ээ. Жетиштүү ылдамдыкка жана кинетикалык энергияга ээ болгон суу молекулалары суу молекулаларынын ортосундагы тартылуу күчтөрүнөн чыгып, бууга айлана алат... Ушул эле процесс жанындагы идиштеги суу молекулалары менен да болот. Убакыттын өтүшү менен барган сайын көбүрөөк суу молекулалары бууга айланат. Идиш жабык болгондуктан, бууга айланган суу молекулалары атмосферага чыга албайт (молекулалар идиште камалып калат). Бууга айланган суу молекулаларынын саны молекулалар менен идиштин дубалдарынын ортосунда кагылышуу мүмкүнчүлүгү бардай көп.
Идиштин дубалдарына тийген айрым молекулалар кайра суунун бетине чагылып, биригип, сууну пайда кылат. Бул процесс тынымсыз кайталанат. Убакыттын өтүшү менен барган сайын көбүрөөк суу молекулалары бууга айланат (суюктуктан бууга айланат). Ошол эле учурда, идиштин дубалдарына тийген айрым молекулалар кайра сууга айланат (буудан суюктукка айланат). Эгерде суюктуктан бууга айланган молекулалардын саны буудан суюктукка айланган молекулалардын санына барабар болсо, анда тең салмактуулук орнойт. Тең салмактуулук пайда болгондо, буусу бар идиштин үстүнкү бөлүгү каныккан деп аталат... Каныккан аймактагы буу басымы Каныккан буу басымы деп аталат.
Суюктуктан бууга өтүү буулануу деп аталат. Буудан суюктукка өтүү конденсация деп аталат. Каныккан буу басымы көлөмгө эмес, температурага гана көз каранды экенин эске алыңыз. Суунун температурасы жогорулаган сайын, суу молекулаларынын кинетикалык энергиясы жогорулайт.
Суу молекулаларынын кинетикалык энергиясы жогорулайт, ошондуктан суу молекулаларынын ылдамдыгы жогорулашы керек. Ошентип, жогорку ылдамдыктагы барган сайын көбүрөөк молекулалар бууга айланат (суюктуктан бууга өзгөрөт). Идиштин көлөмү туруктуу болгондуктан, буу басымы молекулалардын санына (N) жана ылдамдыгына (v) гана көз каранды.
Бууга айланган молекулалар канчалык көп болсо (N канчалык чоң болсо) жана бул молекулалардын ылдамдыгы канчалык жогору болсо (v канчалык чоң болсо), буу басымы ошончолук жогорулайт. Ошентип, буу басымы жогору болгондо тең салмактуулук пайда болот. Демек, каныккан буу басымы да жогорулайт. Каныккан буу басымы тең салмактуулукка жеткенде гана пайда болот. Төмөндө суунун каныккан буу басымынын температура менен өзгөрүшү көрсөтүлгөн.
Буу басымы көлөмгө көз каранды, бирок каныккан буу басымы көз каранды эмес. Эгерде идиштин көлөмү көбөйсө же азайса, акыры тең салмактуулукка жетишилет. Жогорудагы мисал жөн гана атмосферада пайда болгон каныккан буу басымын түшүнүүгө жардам берет. Айырмасы, мурунку мисалда биз идиштин суусу жок бөлүгүндө аба жок деп эсептегенбиз. Демек, идиштин суусу жок бөлүгүн бир гана суу буусу ээлеген. Ал эми Жердин бети ар дайым абага толуп турат. Буу молекулалары менен башка газ молекулаларынын кагылышуусу тең салмактуулукка жетүү убактысын узартат. Бирок, акыры тең салмактуулукка бууга айланган суу молекулаларынын саны сууга айланган буу молекулаларынын санына барабар болгондо гана жетишилет.
