04.07.01 – වාෂ්පවල හැසිරීම

0
444

වාෂ්පීභවනය හා වාෂ්පීකරණය

වාෂ්පීභවනය

  • ද්‍රවයක තාපාංකය ට වඩා අඩු  උෂ්ණත්වයේ දී  ද්‍රව අංශු වායු අංශු  බවට පත්වීමේ ක්‍රියාවලිය  වාෂ්පීභවනය  ලෙස සරල ව ප්‍රකාශ කළ හැක.
  • ද්‍රවයක සමහර අණු  විවිධ අහඹු ප්‍රවේග වලින්  චලිත වෙමින් පවතී.  ‍
  • ද්‍රවයේ අභ්‍යන්තරයේ වු අංශුවක් මත සම්ප්‍රයුක්ත බලය ශුන්‍ය නිසා චලිතයේ දී විභව ශක්තිය වෙනස් නොවේ.
  • නමුත් පෘෂ්ඨයේ හෝ ඊට ආසන්න ව ඇති අණු මත ‍ද්‍රවය දෙසට සම්ප්‍රයුක්ත බලයක් ඇති නිසා ඒවා වායු කලාපයට පිවිසීමේ දී අභ්‍යන්තර කාර්යයක් කරයි.  එවිට විභව ශක්තිය වැඩි වේ.
  • නමුත් චාලක ශක්තියෙන් වැඩි අංශු  මෙම අභ්‍යන්තර  කාර්ය  කරමින් ඉහත ආකර්ෂණ බලය බිඳ ගෙන වායු කලාපයට පිවිසීම වාෂ්පීභවනය ලෙස හඳුන්වයි.
  • මෙලෙස වාෂ්පීභවනය වන අණු  වායු කලාපයේ අණු සමග  ගැටී නැවත ද්‍රව කලාපයට ඇද වැටිය හැක. මෙය ඝනීභවනයයි.
  • වාෂ්පීභවනය ඕනෑම උෂ්ණත්වයක දී සිදු වේ.
  • ද්‍රව පෘෂ්ඨයේ පමණක් සිදුවේ.
  • මෙය අදෘශ්‍ය ක්‍රියාවලියකි.
  • වාෂ්පීභවනය වන්නේ ද්‍රවයේ චාලක ශක්තියෙන් වැඩි අංශුයි.  එම නිසා අනෙක් අංශුවල වේගය වෙනස්  නොවුවද ‍ද්‍රවයේ මධ්‍යන්‍ය චාලක ශක්තිය අඩුවේ.
  • මේ නිසා ද්‍රවය සිසිල් වේ.

වාෂ්පීභවනය වන වේගය යම් සාධක මත රඳා පවතී.

වාෂ්පීභවනය ට බලපාන සාධක

  1. ද්‍රවයේ උෂ්ණත්වය

උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට අණුවල චාලක ශක්තිය වැඩි වීමෙන් වැඩි අණු ගණනකට වායු කලාපයට පිවිසීමට හැකි වේ. එම නිසා උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට වාෂ්පීභවනය වන වේගය වැඩි වේ.

  1. සුළඟ

සුළඟ මගින් ද්‍රව පෘෂ්ඨය අවට වාෂ්ප ඉවත් කර ඝනීභවන වේගය අඩු කරයි. මෙවිට වාෂ්පීභවනය වන වේගය වැඩි වේ.

  1. ජල වාෂ්ප

වායුගෝලයේ ජල වාෂ්ප වැඩි වන විට ජල වාෂ්ප සමඟ ගැටෙන වාෂ්ප අණු නැවත ද්‍රව කලාපයට ඇද වැටීම නිසා  ඝනීභවනය වේගය වැඩි වේ. එම නිසා වාෂ්පීභවනය අඩු වේ.

  1. වායු ගෝලය සමග ස්පර්ශ වූ  පෘෂ්ඨික වර්ගඵලය

පෘෂ්ඨික වර්ගඵලය වැඩි වන විට එකවර විශාල ද්‍රව අණු සංඛ්‍යාවකට වාෂ්ප කලාපයට ඇතුල් විය හැක. එනම් පෘෂ්ඨික වර්ගඵලය වැඩි වන විට වාෂ්පීභවන වේගය වැඩි වේ.

  1. ද්‍රවයේ ගැඹුර

ගැඹුර වැඩි වන විට  යම් අංශුවක් සමඟ පහල දෙසට බැඳී ඇති අංශු ගණන වැඩි වේ. එම නිසා පෘෂ්ඨයේ අණුවලට වායු කලාපයට පිවිසීමට ඇති හැකියාව අඩුවේ. ගැඹුර වැඩි වන විට වාෂ්පීභවනය වන වේගය අඩු වෙයි.

වාෂ්පීකරණය

  • ද්‍රව බඳුනක් පතුලෙන් රත් කිරීමේ දී උෂ්ණත්වය  ඉහළ නගින විට ද්‍රවයේ දිය වී ඇති වායු බුබුළු තුළට ද්‍රවය වාෂ්ප වේ. එවිට බුබුළු තුළ පීඩනය ක්‍රමයෙන් වැඩි වේ.
  • බුබුළු තුළ සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය වායුගෝල පීඩනයට සමාන වූ විට බුබුළු ඉහළ යමින් ද්‍රව පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ දී බිඳීමට ලක් වීම නැටීමයි.

මේ අනුව ද්‍රවයක තාපාංකය යනු එහි සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය වායුගෝලීය පීඩනයට සමාන වන උෂ්ණත්වයයි.

  • තාපාංකයේ දී ද්‍රවයක් වාෂ්ප වීම වාෂ්පීකරණය නම් වේ.
  • වාෂ්පීකරණය ද්‍රවය තුල ඕනෑම ස්ථානයකින් සිදු විය හැක.
  • නැටීම දෘශ්‍ය ක්‍රියාවලියකි.
  • එය දෙන ලද පීඩනයකට යටත් ව නියත උෂ්ණත්වයේ දී සිදු වේ.
  • නැටීමේ ශීඝ්‍රතාව උෂ්ණත්වය, සුළඟ, පීඩනය, ආර්ද්‍රතාව යන බාහිර සාධක මත රඳා නො පවතී.
  • එය රඳා පවතින්නේ බාහිරින් තාප ශක්තිය ලබා දෙන ශීඝ්‍රතාව මත පමණි.

ද්‍රවයක් නැටීම යනු කුමක්ද?


  • ද්‍රවයක් තාප කිරීමේ දී එය තාපාංකය ට ළඟා වීම අප සාමාන්‍ය ව්‍යවහාරයේ දී හඳුන්වන්නේ ද්‍රවය නැටීමක් ලෙසයි.
  • මෙයට හේතුව වන්නේ වාෂ්ප බුබුළු ද්‍රවය තුල සෑම තැනකින් ම ජනිත වී ප්‍රසාරණය වී ඒවා ද්‍රව පෘෂ්ඨය වෙත පැමිණ පිපිරීම සිදු වන බැවිනි.
  • වායුගෝලයට විවෘතව පවතින ද්‍රවයක උෂ්ණත්වය එහි තාපාංකය ට වඩා අඩු අවස්ථාවල වායුගෝලීය පීඩනය මගින් ද්‍රව පෘෂ්ඨය තෙරපීම නිසා ද්‍රවය තුල වාෂ්ප බුබුළු ජනිත වීම වළකින අතර ද්‍රව පෘෂ්ඨයේ පමණක් වාෂ්පීභවනය වන ක්‍රියාවලිය සිදුවේ.
  • ද්‍රවයේ උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට එහි සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය වැඩි වේ.
  • ඉහත රූපයේ ඇති පරිදි ද්‍රවයේ සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය, වායුගෝලීය පීඩනයට සමාන වන විට ද්‍රවය තුල ජනිත වන වාෂ්ප බුබුළු වලට වායුගෝලීය පීඩනයට එරෙහි වෙමින් ද්‍රව පෘෂ්ඨයෙන් ඉවතට නික්ම යා හැකියි.

වාෂ්ප

අසංතෘප්ත  වාෂ්ප

  • අවකාශයක යම් උෂ්ණත්වයක දී පැවතිය හැකි උපරිම වාෂ්ප ස්කන්ධයක් පවතී.
  • පවතින  වාෂ්ප ස්කන්ධය තිබිය හැකි උපරිම වාෂ්ප ස්කන්ධයට වඩා අඩු නම් ද්‍රව පෘෂ්ඨයත් සමග ස්පර්ශ ව තැබූ විට  ඝනීභවනය වන ශීඝ්‍රතාව ට වඩා වාෂ්පීභවනය වන ශීඝ්‍රතාව වැඩිය.
  • එවිට අවකාශය සඵල වාෂ්ප ස්කන්ධයක් ලබා ගනී.
  • එම අවකාශය ද්‍රවයේ වාෂ්පයෙන්  අසංතෘප්ත යැයි කියනු ලැබේ.
  • අසංතෘප්ත අවස්ථාවේ ඇති කරන පීඩනය  අසංතෘප්ත පීඩනයයි.

සංතෘප්ත වාෂ්ප

  • යම් උෂ්ණත්වයක දී අවකාශයේ පැවතිය හැකි උපරිම වාෂ්ප ස්කන්ධය පවතී නම් ද්‍රව වාෂ්පය හා  ස්පර්ශ ව පවතින විට වාෂ්පීභවනය වන ශීඝ්‍රතාව ඝනීභවනය වන ශීඝ්‍රතාවට සමාන නම් අවකාශයේ ද්‍රවයේ වාෂ්පයෙන් සංතෘප්ත ව පවතී.
  • සංතෘප්ත අවස්ථාවේ ඇති කරන පීඩනය සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනයයි.

වාෂ්පයක් වායු නියමයට අනුව හැසිරීම

  • වායු පීඩන ආමානයක් රික්ත අවකාශයට නැමි පිපෙට්ටුවකින් ඊතර් බිංදු ඇතුළත් කරයි.
  • ඊතර් ඉහලට ගමන් කර ක්ෂණිකව වාෂ්ප වේ.
  • එවිට රසදිය කඳ පහල  යයි.
  • රසදිය කඳ පහල ගිය උස අසංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනයට සමාන වේ.
  • තවත්  ඊතර් ඇතුල් කරන විට ඒවා ද වාෂ්ප වන අතර රසදිය කඳ තවත් පහළ බසි.
  • එනම් වාෂ්ප ස්කන්ධය වැඩි වන විට  අසංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය වැඩි වේ.
  • එක්තරා අවස්ථාවක වීදුරු බිත්ති මත ඊතර් බිංදු වශයෙන් තැන්පත් වේ.
  • එනම් අවකාශය  සංතෘප්ත ව පවතී.
  • මෙවිට රසදිය කඳ පහළ ගිය මුළු උසට අනුරූප පීඩනය සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනයට සමාන වේ.
  • තවත් ඊතර් ඇතුළු  කරන විට ඊතර් වාෂ්ප නොවන අතර රසදිය කඳ ද පහළ නොවේ.
  • එනම් සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය /  සංතෘප්ත වාෂ්ප ඝනත්වය දෙන ලද උෂ්ණත්වයක දී නියත අගයක් ගන්නා අතර ඒවා එම උෂ්ණත්වයේ දී තිබිය හැකි උපරිම අගයන් වේ.
  • සංතෘප්ත වාෂ්ප සහිත අවකාශයේ පරිමාව අඩු වන සේ නළය රසදිය තුළට එබූ විට රසදිය මට්ටම් අතර වෙනස අඩුවේ.
  • එනම් පරිමාව අඩු කරන විට  අසංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය වැඩි වේ.
  • එක්තරා අවස්ථාවක වීදුරු බිත්ති මත ඊතර් බිංදු වශයෙන් තැන්පත් වේ.
  • තවත් පරිමාව අඩු කළ ද රසදිය මට්ටම් අතර වෙනස වෙනස් නොවන අතර ඊතර් බිංදු වශයෙන් තැන්පත් වීම පමණක් සිදු වේ.
  • එනම් පරිමාව  අනුව සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය වෙනස් නොවේ. පරිමාව අඩු කරන විට වාෂ්ප ඝනීභවනය වෙමින් පීඩනය හා ඝනත්වය නියතව තබා ගනී.
  • පරිමාව වැඩි කිරීමේ ද්‍රව කලාපයක් නොමැති නම් අසංතෘප්ත වන අතර ද්‍රව කලාපයක් පවතී නම් තව තවත්  අවකාශයට එකතු වෙමින් සංතෘප්ත වාෂ්ප ඝනත්වය හා පීඩනය නියතව පවත්වා ගනී.

වාෂ්පයක් සඳහා පීඩනය හා පරිමාව අතර ප්‍රස්තාර

මේ අනුව අසංතෘප්ත වාෂ්ප බොයිල් නියමය පිළිපදී. සංතෘප්ත වාෂ්ප බොයිල් නියමය පිළිනොපදි.

වාෂ්ප හා වියළි වාත මිශ්‍රණයකට අදාළ ව පීඩනය හා පරිමාව අතර ප්‍රස්තාරය

මේ අනුව වියළි වාතය හා  අසංතෘප්ත වාෂ්ප මිශ්‍රණයකට  බොයිල් නියමය  යෙදිය හැකි අතර වියළි වාතය හා  සංතෘප්ත  වාෂ්ප මිශ්‍රණයකට බොයිල් නියමය යෙදීමේ දී වියළි වාතයට පමණක් යෙදිය යුතු ය.

වාෂ්පයක් උෂ්ණත්වයට අනුව හැසිරීම.

  • වායු පීඩන ආමානයක රික්ත අවකාශයට මධ්‍යසාර ස්ථරයක් ඇති වන තෙක් මධ්‍යසාර ඇතුළු  කරන්න.
  • ජල බඳුනකින් වට කර  හුමාලය යවමින් උෂ්ණත්වය වැඩි කරන්න.
  • මධ්‍යසාර තව තවත් වාෂ්ප වන අතර රසදිය මට්ටම ද පහළ බසී.
  • එනම් උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය මෙන් ම  සංතෘප්ත වාෂ්ප ඝනත්වය ද වැඩි වේ.
  • මධ්‍යසාර ස්ථරය අවසන් වූ විට ද උෂ්ණත්වය වැඩි කරන විට රසදිය මට්ටම පහළ බසී.
  • එනම් උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට  අසංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය ද වැඩි වේ.

උෂ්ණත්වය අනුව වාෂ්ප පීඩනය වෙනස් වීම.

උෂ්ණත්වය අනුව සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය විචලන.

සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය හා තාපාංකය අතර සම්බන්ධය

  • කිසියම් වාෂ්පශීලී ද්‍රවයක සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය බාහිර වායුගෝලීය පීඩනයට සමාන වන විට ද්‍රවයේ උෂ්ණත්වය එම ද්‍රවයේ තාපාංකය යි.
  • මේ අනුව බාහිර පීඩනය වැඩි කිරීමෙන් ද්‍රවයක තාපාංකය ඉහළ නැංවිය හැකියි. පීඩන උදුන්වල භාවිතා වන්නේ මෙම සිද්ධාන්තයයි. සාමාන්‍ය වායුගෝලීය පීඩනය 1 atm වේ.
  • නමුත් පීඩන උදුන් තුල පීඩනය 2  atm පමණ වූ අගයක් දක්වා වැඩි කරන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස උදුන තුල වූ ජලයේ තාපාංකය පමණ අගයක් බවට පත් වේ.
  • එවිට උදුන තුල ඇති ආහාර 100℃ උෂ්ණත්වයක පිස ගැනීමට වඩා ඉක්මනින් පිස ගැනීමට හැකි වේ.

Video Links:

Results

#1. කාමරයක් තුළ සාපේක්‍ෂ ආර්ද්‍රතාව 10% කින් වැඩි කිරීමට එය තුළ කලින් තිබූ ජල වාෂ්ප ප්‍රමාණය මෙන් 40% ක් දැමිය යුතු විය. ජල වාෂ්ප ඇතුළු කිරීමට පෙර හා පසු කාමරය තුළ තිබූ සාපේක්‍ෂ ආර්ද්‍රතාව විය හැක්කේ පිළිවෙලින්?

#2. පරිසර උෂ්ණත්වය 30°C ක්‍ වූ දිනයක තුෂාර අංකය 26°C ක්‍ විය. වායු සමන යන්ත්‍රයක් ආධාරයෙන් කාමරයක් තුල උෂ්ණත්වය 26°C ක්‍ ද සාපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාව 60% ක්‍ ද අනවරත වන තුරු ක්‍රියාත්මක කරවා කාමරය හොඳින් සංවෘත කරන ලදී. ඉන්පසු කාමරය නැවත 30°C ක්‍ උෂ්ණත්වයට පත් විය. පරිසරයේ සාපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාව 80% නම් කාමරය තුල දැන් සාපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාව වන්නේ?

#3. ආරම්භක උෂ්ණත්වය 30°C ක්‍ ද, සාපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාව 85% ද වන සංවෘත කාමරයක් ඒකාකාර සීග්‍රතාවයෙන් සිසිල් වේ. කාමරය තුළ වාතයේ සාපේක්ෂ සහ නිරපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාවල වෙනස් වීම හොඳින් ම විස්තර වන්නේ පහත කුමන ප්‍රකාශ යුගලයෙන් ද?
(සාපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාව, නිරපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාව)

#4. වායුගෝලය තුල ඇති ජල වාෂ්ප පිළිබඳව පහත ප්‍රකාශ සලකන්න.

A. වායුගෝලයේ නිරපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාව අඩු අගයක ඇති විට සා.ආ. ද අඩු අගයක් ගනියි.
•B. තුෂාර අංකය අඩු අගයක් වූ විට වායුගෝලයේ සා.ආ. ද අඩු අගයක් ගනියි.
C. විවෘත පරිසරයක දී පමණක් පරිසරයේ ජාල වාෂ්ප පීඩනය තුෂාර අංකයේ ජාල වාෂ්ප පීඩනයට සමාන වේ.

ඉහත ප්‍රකාශ වලින් සත්‍ය වන්නේ,

#5. 40°C ක්‍ උෂ්ණත්වය ඇති වියළි කාමරයක් සිසිල් කර ගැනීම සඳහා 30°C ක්‍ උෂ්ණත්වය ඇති සාපේක්‍ෂ ආර්ද්‍රතාව 80% ක් වන වාතය 0°C ක්‍ උෂ්ණත්වයක පවතින නියත උෂ්ණත්ව කුටීරයක් තුළින් 40°C කාමරය තුළට යවනු ලබයි.
• 40°C දී සංතෘප්ත වාතයේ ජලවාෂ්ප ඝනත්වය = 48 x 10-3 kgm-3
• 30°C දී සංතෘප්ත වාතයේ ජලවාෂ්ප ඝනත්වය = 30 x 10-3 kgm-3
• 0°C දී සංතෘප්ත වාතයේ ජලවාෂ්ප ඝනත්වය = 4.8 x 10-3 kgm-3 40°C වූ කාමරයේ නව සාපේක්‍ෂ ආර්ද්‍රතාව (%) සහ නිරපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාව (10-3 kgm-3) විය හැක්කේ?

finish

ඔබේ අදහස් හා ප්‍රශ්න ඇතුළත් කරන්න.