Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 22. 1 juni 1940 - Sambandet mellan vätska och ånga, av E. Winning
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Ti dskrift
Sambandet mellan vätska och ånga.
Av ingenjör E. WINNING.
Då ett ämne övergår från flytande till gasformigt
aggregationstillstånd eller tvärtom, sker detta med
en språngvis förändring av ämnets värmeinnehåll.
Någon logiskt uttömmande förklaring över denna
diskontinuitet finnes mig veterligt ej och torde vara
svår att åvägabringa, om det hävdvunna begreppet
med avseende på skillnaden mellan flytande och
gasformigt tillstånd bibehålles. Icke ens lagen om
ener-gikvanta torde vara tillfyllest härför, ty även denna
lag innebär kontinuitet med avseende på de stegvisa
förändringarna i energitillståndet. En obetydlig
ändring av begreppet med avseende på skillnaden
mellan flytande och gasformigt aggregationstillstånd
enligt nedanstående torde kunna bidraga till
belysning av ifrågavarande spörsmål.
Enligt antagen teori röra sig molekylerna i en
vätska i slutna, elliptiska eller cirkulära banor, under
det att molekylerna i en gas röra sig fritt i rätliniga
banor. Denna teori torde vara fullt bekräftad, icke
minst genom de senare årens undersökningar av
strålningsfenomenen. Enligt hävdvunnet begrepp
föreställer man sig, att ett slutet kärl, delvis fyllt
med ren vätska av något slag, i sin nedre del
innehåller endast molekyler, vars rörelsebanor äro slutna
(vätska), under det att kärlets övre del innehåller
molekyler, vars rörelsebanor äro rätliniga (gas eller
ånga). Den fria vätskeytan i kärlet skulle alltså
utgöra en skarpt begränsad skiljeyta mellan de båda
slagen av molekyler. Det finnes emellertid logiskt
sett ingenting, som hindrar, att man tänker sig
förekomsten av även "ångmolekyler" i den del av kärlet,
som innehåller "vätskemolekyler". Om så är
förhållandet, måste jämvikt förefinnas mellan
ångmoleky-lerna ovan och i vätskemassan, dvs. ångmolekylerna
i hela kärlet måste hava samma medelhastighet och
därmed även samma tryck och temperatur. (I
förbigående må här framhållas, att den Brownska rörelsen
i vätskan lättare torde förklaras genom denna
hypotes, än om man utgår ifrån, att samtliga molekyler i
en vätska röra sig i slutna banor.) Kontinuerlig
tillförsel av värme till vätskan påverkar huvudsakligen
ångmolekylerna inom denna, vilka molekyler
därigenom erhålla större hastighet än den för den rådande
temperaturen normala. Denna temporära
överhettning hos enskilda molekyler stör
jämviktsförhållandet, vilket emellertid återställes, så snart
ångmolekyl-lens hastighet blir så stor, att densamma förmår vid
kollision med en vätskemolekyl bringa denna att an-
taga rätlinig rörelse i stället för sluten. Sistnämnda
molekyl övergår därvid från "vätskemolekyl" till
"ångmolekyl", varvid samtidigt den kolliderande
molekylens hastighet nedbromsas. Den skenbara
diskontinuiteten av värmeupptagningen vid kokning och av
värmeavgivningen vid kondensering förklaras alltså
genom temporär värmemagasinering i
ångmolekylerna inom vätskan. Sådan värmemagasinering behöver
icke betyda stegring av temperaturen inom vätskan,
då man betänker, att temperatur i vanlig mening
innebär medeltillståndet hos ett mycket stort antal
molekyler. Denna hypotes torde lämna bidrag till
även lösandet av frågan, vad som försiggår vid
underkylning resp. överhettning av en vätska. Härvid
behöver endast antagas, att sådan vätska innehåller
mindre antal ångmolekyler än normalt.
Hypotesen kan matematiskt kritiseras, i det att, om
den är riktig, följande ekvation måste vara gällande:
Y • i’ — (/’ -— y") at -{- y" ■ i"
där Y = vätskans specifika vikt i kg/m3
y" = ångans „ „ „ „
i’ = vätskans (blandningen av verklig vätska
och ånga) värmeinnehåll i kcal/kg
i" — ångans värmeinnehåll i kcal/kg
t — temperaturen i °C
a = specifika värmet hos de i vätskan
ingående vätskemolekylerna i kcal/kg och °C
Storheten "a" måste vara konstant och hava ett
värde i det närmaste lika specifika värmet hos
vätskan i närheten av frysningstemperaturen.
Ovanstående ekvation kan lösas med avseende på
i’, varvid erhålles
«"’ = at -j- (i" - at)
eller, om ångbildningsvärmet r —-i" — i’ införes,
Den vätska, vid vilken de ojämförligt flesta och
noggrannaste undersökningar äro verkställda, är
vatten. Jag har med ledning av de av V. D. I. år 1937
publicerade undersökningarna utfört beräkningar
över vätskevärmet enligt ovannämnda ekvationer för
var 10:de °C. Resultatet av dessa beräkningar
återfinnes här nedan jämte de i publikationen angivna
värdena. Såsom värde på "a" har vid beräkningarna
använts 0,99151.
"0 i’
beräknat enligt V. D. I.
10 9,96 10,04
20 19,91 20,03
30 29,87 30,00
40 39,83 39,08
50 49,80 49,95
60 59,78 59,94
70 69,77 69,93
80 79,77 79,95
90 89,80 89,98
100 99,85 100,04
225
110 109,92 110,12
120 120,04 120,3
130 130,20 130,4
140 140,40 140,6
150 150,67 150,9
160 160,97 161,3
170 171,43 171,7
180 181,93 i 182,2
190 192,54 192,8
200 203,27 I 203,5
210 214,13 214,3
220 225,14 225,3
230 236,32 236,4
240 247,69 247,7
250 259,28 259,2
260 271,12 271,0
270 283,23 283,0
280 295,68 295,3
290 308,49 308,0
300 321,79 321,0
310 335,65 334,6
320 350,19 349,0
330 365,65 364,2
340 382,39 380,7
350 401,02 398,9
360 423,06 420,9
370 454,33 454,3
374 485,77 488
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
