_______________________________________________________________________________________________________
Много вопросов возникает в связи с принципами работы моих самогонных аппаратов. К сожалению не все правильно понимают, как собственно они работают. Это и побудило меня написАть серию статей, посвящённых процессам испарения и конденсации. И так, начнём с самого простого – ИСПАРЕНИЕ и КИПЕНИЕ.
Мы имеем обычную ёмкость у (в нашем случае это перегонный куб), в которой мы будем кипятить обыкновенную воду. Не столь важно чем мы будем греть наш куб, будь то газ, электроплита, встроенные ТЕНы и т.д. В данном случае нам важно одно – мы подаём в куб тепловую энергию. Если этой энергии будет достаточно, и нам удастся нагреть воду до 100оС, то она естественно закипит. Так что же такое кипение? Пожалуй, для начала нужно определиться с понятием «испарение». Тут необходимо заметить – температура есть мера средней кинетической энергии молекул (далее просто энергия). Ключевое слово здесь СРЕДНЕЙ. Как известно, любая жидкость состоит из молекул. Т.е. в жидкости одновременно существуют молекулы с энергией эквивалентной 100о С и 10-ти, 50-ти и т.д. Молекулы притягиваются друг к другу за счет межмолекулярных связей, так вот, как только молекула накопит в себе энергию, способную разорвать эту связь, она переходит в газообразное состояние, т.е. испаряется. Покидая жидкость, эта молекула как бы «забирает» часть тепловой энергии жидкости, т.е. жидкость охлаждается. Естественно, испарение происходит всегда, и при 0оС, и при 100о С. Разница лишь в количестве молекул покидающих жидкость. Естественно, чем выше температура, тем большее количество молекул покинет её. При кипении происходит массовый разрыв межмолекулярный связей и молекулы переходят из жидкого состояния в газообразное, забирая энергию жидкости (охлаждая её). Чем больше мы будем подавать в куб тепловой энергии, тем большее количество молекул жидкости испарится, «охлаждая» её. Именно по этой причине нам ни когда не удастся нагреть воду выше 100о С (при нормальном атмосферном давлении). Один киловатт тепловой энергии испарит 1,6 литра воды за час.
Теперь давайте рассмотрим процесс конденсации. Конденсация есть процесс обратный испарению. Для того чтобы молекулы могли перейти из газообразного состояния в жидкое, им необходимо потерять часть энергии и восстановить межмолекулярные связи. Температура конденсации всегда меньше или равна температуре кипения. Запомните это, пожалуйста, это важно!!! Т.е. для конденсации молекулы она должны «отдать» часть своей энергии и восстановить межмолекулярные связи, без этого процесс конденсации не возможен! Я не случайно повторил эту мысль дважды. Давайте представим себе, что к нашему кубу подсоединён идеально утеплённый паропровод, а на выходе подсоединён холодильник. Что будет происходить с паром, проходящим по паропроводу? Да ни чего. Температура пара 100о С, температура стенок паропровода тоже 100о С, ни какой конденсации быть не может. На выходе паропровода мы будем получать точно такой же объём пара, что и на входе. Теперь давайте снимем нашу идеальную теплоизоляцию с паропровода. Мы с удивлением увидим, что пар на выходе стал холоднее и объём дистиллята уменьшился. На сколько? Тут всё зависит от длины паропровода и материала, из которого он изготовлен (способность теплопередачи). Именно способность передавать тепловую энергию определяет эффективность конденсации.
Что важно в этой главе?
- При испарении жидкость охлаждается.
- Температура конденсации меньше или равна температуре кипения.
- Конденсация есть процесс обратный испарению.
- При конденсации происходит нагревание охлаждающей поверхности.