Creidmheas íomhá: Piotr Siedlecki trí Phictiúir Fearainn Phoiblí (foinse)

Ní Dóiteáin an rud a cheapann tú atá ann

Tá cur amach ag gach duine againn ar dhóiteán, ach mar sin féin bheadh ​​tréimhse chrua ag an gcuid is mó dínn ag cur síos go díreach ar an tine i ndáiríre. Nuair a fhéachaimid ar choinneal a dhó, tine adhmaid sa teallach, nó sorn gáis ag feidhmiú, feicimid lasair ghlé agus mothaímid an teas. Ar an teilifís nó ar an idirlíon, feicimid íomhánna de thinte foraoise agus foirgnimh trí thine. Mar gheall ar eispéiris mar seo, is cosúil go bhfuil tine eolach agus tá smaoineamh maith go leor againn faoin gcaoi a n-iompraíonn sé. Ach cad é go díreach tine?

Ag cur síos ar Nádúr na Dóiteáin

D’fhéadfá a rá gur ceist dhóchúil í an nádúr tine leis na mílte bliain. ;-) Bhí tine ar eolas ó shin sular thosaigh an tsibhialtacht, agus dá bhrí sin tá an rompu tine a thuiscint chomh sean leis an tsibhialtacht féin. Mheas roinnt sibhialtachtaí ársa go raibh tine ar cheann de na buneilimintí - is é sin le rá, substaint bhunúsach nach féidir a mhiondealú ina chomhpháirteanna. Mheas na Gréagaigh ársa gurb iad na ceithre ghné bhunúsacha ná talamh, uisce, aer agus tine. Sa líne smaointeoireachta seo, níl sna substaintí eile go léir ar domhan ach meascáin de na ceithre ghné bhunúsacha. Bhí smaointe an-chosúla ag roinnt sibhialtachtaí ársa ar fud na hÁise.

Fiú sa lá inniu, má d’iarr tú ar chéad duine randamach cur síos a dhéanamh ar cad is tine ann, d’fhéadfadh go leor acu cur síos a dhéanamh air mar shubstaint. Nuair a fheiceann tú lasair, is féidir leat na himill a dhéanamh amach go soiléir - dromchla dealraitheach an lasair. Má tá dromchla ag tine, d’fhéadfá glacadh leis gur substaint í. Más ea, ansin caithfidh gach rud faoi dhromchla an lasair a bheith ar an tsubstaint ar a dtugtar tine. Mar sin féin, níl sé seo ceart. Is éard atá i gceist le tine meascán casta substaintí, ag idirghníomhú ar bhealaí ar leith - agus dá bhrí sin ba cheart go luafadh aon sainmhíniú iomlán ar “tine” na substaintí seo. Mar sin féin, ní substaint ar leith í tine - nó fiú substaint ar chor ar bith. Ina theannta sin, is féidir leis na substaintí laistigh de dhóiteán a bheith ann taobh amuigh de dhóiteán.

Mura substaint í tine, ansin b’fhéidir gur cineál fuinnimh é tine. Dealraíonn sé go bhfuil an smaoineamh seo loighciúil go leor. Is féidir linn a fheiceáil agus a mhothú go soiléir go gcuireann tine solas agus teas as. Ar roinnt bealaí an-láidre, is cosúil go bhfuil tine inchomparáide le leictreachas - a bhfuil a fhios ag an gcuid is mó againn gur cineál fuinnimh é. Tá tine agus leictreachas cumhachtach, rud beag mistéireach, in ann obair iontach a dhéanamh dúinn, ach fós contúirteach má éiríonn siad as láimh a chéile. Ar feadh beagnach dhá chéad bliain sular úsáideadh leictreachas go forleathan chun innealra a chumhachtú, ba iad gaile a thiomáin meaisíní móra na Réabhlóide Tionsclaíche go príomha, a bhí ag brath ar dhóiteán mar fhoinse fuinnimh. Mar sin dá n-iarrfá ar 100 duine randamach tine a mhíniú, is dócha go gcuirfeadh go leor acu síos air mar chineál fuinnimh. Ach fós ní cineál fuinnimh é tine i ndáiríre - cé go gcaithfidh aon sainmhíniú iomlán ar dhóiteán ról an fhuinnimh i dtine a mhíniú.

Mar sin mura substaint ná cineál fuinnimh í tine, ansin cad a d’fhéadfadh a bheith ann? Déanta na fírinne, is próiseas é tine, agus gan ach cur síos a dhéanamh air mar phróiseas is féidir linn ciall iomlán a bhaint aisti. Sa phróiseas seo, scaoiltear fuinneamh a stóráiltear i substaintí áirithe mar theas agus solas, agus déantar na substaintí féin a thiontú go substaintí eile ag an am céanna. Is é sin le rá, is éard atá i gceist le tine comhshó dé - substaintí a thiontú, agus fuinneamh a thiontú. Breathnaímid ar seo níos cúramach.

Ábhair indóite móide ocsaigin

Maidir le comhrac dóiteáin, meastar gur breosla aon ábhar indóite - is é sin, aon substaint atá in ann a dhó. Cuimsíonn sé seo go leor ábhar eolach mar adhmad, páipéar, plaistigh, agus an chuid is mó de na fabraicí. Ó thaobh poitigéir de, ciallaíonn an frása “atá in ann a dhó” nach bhfuil na bannaí idir na hadaimh sa tsubstaint ag an staid fuinnimh is ísle is féidir. Dá mba chóir go dtiocfadh na bannaí idir na hadaimh seo timpeall ar staid fuinnimh níos ísle, scaoilfí an iomarca fuinnimh. I gcás go leor cineálacha adamh, is é an stát fuinnimh is ísle is féidir nuair a bhíonn an t-adamh sin ceangailte le hadaimh ocsaigine. Is cinnte go bhfuil sé seo fíor maidir le carbón agus hidrigin - na hadaimh is coitianta sna “breoslaí” a mbíonn comhraiceoirí dóiteáin ag déileáil leo de ghnáth. Dá bhrí sin is gnách go mbíonn ocsaigin saor in aisce riachtanach chun tine a chur ar siúl.

Tugtar ocsaídiú ar an bpróiseas chun dul le chéile le hocsaigin, agus dá bhrí sin tá ocsaídiú i gceist le tine. Ach ansin arís, is sampla de ocsaídiú í ingne fliuch ag éirí meirgeach, agus is cinnte nach ndéarfaimis go bhfuil an ingne trí thine. Bíonn ocsaídiú i gcónaí laistigh dár gcorp féin, agus i ndáiríre tá an próiseas riachtanach don saol. Is é an fáth go dteastaíonn ocsaigin uainn inár n-aer ionas gur féidir lenár gcomhlachtaí siúcraí agus saillte stóráilte a ocsaídiú, agus ar an gcaoi sin fuinneamh a scaoileadh aon uair agus cibé áit a bhfuil sé ag teastáil. Agus cé go bhféadfaimis slonn mar “calories a dhó” a úsáid chun tagairt a dhéanamh don phróiseas ocsaídiúcháin seo, is cinnte nach gcreidimid go bhfuil tine inár gcealla nó inár sruth fola. Is é an toradh atá air seo ná go bhféadfadh ocsaídiú tarlú ag rátaí difriúla - an ocsaídiú tapa a tharlaíonn i dtine, an ocsaídiú thar a bheith mall a mbíonn meirgeadh iarainn mar thoradh air (agus creimeadh miotail eile), agus an ocsaídiú meánach-luas a tharlaíonn nuair a mheitibileálann ár gcorp. siúcraí agus saillte.

Déanta na fírinne, tá roinnt gnéithe i gcoiteann ag tine agus meitibileacht ár mbia, agus an rud is tábhachtaí ná go bhfuil sna breoslaí go príomha ábhair a bhfuil bannaí carbóin-go-carbóin (CC) agus carbóin-go-hidrigin (CH) iontu - na cineálacha bannaí arb iad is sainairíonna substaintí a thagann ó chréatúir bheo. Is féidir fiú plaistigh a rianú siar ar rudaí beo, toisc go ndéantar iad de ghnáth ó tháirgí peitriliam, arb iad iarsmaí plandaí a bhí ina gcónaí fadó.

Nuair a dhóitear ábhar inadhainte, bhí an fuinneamh a scaoileann sé (teas agus solas) stóráilte roimhe seo ina bhannaí ceimiceacha (ar a dtugtar bannaí adamhacha freisin - na bannaí idir na hadaimh). I mbeagnach gach cás, is féidir an fuinneamh seo a rianú siar go solas na gréine a ghlacann plandaí tríd an bpróiseas fótaisintéise. Gabhann plandaí fuinneamh sholas na gréine trína thiontú go fuinneamh ceimiceach - is é sin le rá, an fuinneamh a stóráil i mbannaí ceimiceacha. Chun é a chur ar bhealach eile, úsáideann plandaí fuinneamh sholas na gréine chun móilíní dé-ocsaíd charbóin agus uisce a thiontú ina móilíní siúcra. Níos déanaí, nuair a dhéantar móilíní siúcra a thiontú ar ais go dé-ocsaíd charbóin agus uisce, scaoiltear an fuinneamh. Is féidir siúcraí a thiontú go stáirsí nó go ceallalóis - an phríomh-chomhpháirt d’adhmad agus de pháipéar - gan an fuinneamh stóráilte a chailleadh. Trí phróisis níos casta, is féidir siúcraí a thiontú go saillte, próitéiní, hidreacarbóin, agus substaintí eile arb iad is sainairíonna líon mór bannaí CC agus CH. (Tugtar comhdhúile orgánacha ar ábhair den sórt sin.) Coinníonn na substaintí seo go léir an fuinneamh ceimiceach stóráilte a bhí sna siúcraí bunaidh uair amháin, agus dá bhrí sin is féidir iad go léir a dhó faoi na cúinsí cearta.

Mar thoradh air seo tá an chonclúid spéisiúil go bhfuil tinte ann mar gheall ar phlandaí. Díreach mar a bhíonn beagnach gach beatha ar domhan ag brath ar an bhfuinneamh bia a ghlacann plandaí fótaisintéiseacha, braitheann tine de ghnáth ar fhuinneamh plandaí den chineál céanna, a stóráiltear i bhfoirm adhmaid, páipéir, teicstílí, plaistigh, agus comhdhúile orgánacha éagsúla de dhéantús an duine arna shintéisiú ó pheitriliam. Nuair a fheiceann tú tine - beagnach aon tine - ghabh plandaí an fuinneamh a scaoiltear mar theas agus solas ó sholas na gréine ar dtús.

Díreach mar a úsáideann tine agus ár gcomhlachtaí breoslaí comhchosúla, tá táirgí deiridh an dá chineál ocsaídiúcháin sách cosúil. Inár gcorp, nuair a dhéantar meitibileacht iomlán ar ár bhfuinneamh stóráilte (na siúcraí agus na saillte), ní fhágtar aon rud ach amháin dé-ocsaíd charbóin (CO2) agus uisce (H2O). Is é sin toisc nach bhfuil ach trí chineál adamh i siúcraí agus saillte - carbón (C), hidrigin (H), agus ocsaigin (O) - agus má sholáthraíonn tú dóthain ocsaigine breise, ansin is é an stát fuinnimh is ísle is féidir an carbón go léir a thiontú isteach i dé-ocsaíd charbóin agus an hidrigin go léir isteach in uisce. I mbeagnach gach tine, is éard atá sa bhreosla go príomha adamh carbóin, hidrigine agus ocsaigine, agus dá bhrí sin bíonn dóchán iomlán dé-ocsaíd charbóin agus uisce mar thoradh ar dhóchán iomlán freisin.

Dóiteáin mar Imoibriú Slabhra

Má tá tine agus meitibileacht ár mbia chomh cosúil sin, ansin cad go díreach a dhéanann idirdhealú idir an dá chineál ocsaídiúcháin seo? Príomhdhifríocht amháin is ea an rud a spreagann gach próiseas. Tá meitibileacht ár mbia á thiomáint ag meicníochtaí rialaithe inmheánaigh ár gcorp, arna idirghabháil ag einsímí éagsúla. Roghnaíonn na heinsímí seo an t-am agus an áit a ocsaídítear gach móilín breosla. Ina theannta sin, cinntíonn na heinsímí go ndéantar an chuid is mó den fhuinneamh atá ar fáil a ghabháil agus a chur ag obair ag tiomáint imoibrithe bithcheimiceacha riachtanacha, seachas a bheith scaoilte mar theas. I measc úsáidí tábhachtacha eile, tugann próisis den sórt sin deis dúinn ár matáin a rialú - ach teastaíonn fuinneamh ó gach cineál próisis eile atá ar siúl inár gcorp. I gcodarsnacht leis sin, cothaíonn tine é féin trí phróiseas imoibriú slabhrúil. Is é sin le rá, cruthaíonn an tine féin coinníollacha a ligeann don tine leanúint ar aghaidh - ar bhealach tapa neamhrialaithe go hiondúil. Maidir leis seo, tá tine cosúil leis an bpróiseas a tharlaíonn in imoibreoir núicléach, ar féidir leis é féin a chothú trí imoibriú slabhrúil.

Nuair a fheicimid tine ag fás nó ag leathadh, is cosúil go bhfuil sé soiléir go bhfuil imoibriú slabhrúil ag tarlú. Is cosúil gur galar an-tógálach é tine, ag leathadh trí theagmháil dhíreach trí dhaonra so-ghabhálach earraí inadhainte. Pléascfaidh ábhair nach bhfuil “tine gafa” fós ina lasair nuair a bhíonn lasair nó ember atá ann cheana i dteagmháil leo - amhail is gur eipidéim an tine. Rud nach bhfuil chomh soiléir céanna is ea gur frithghníomhartha slabhra iad na tinte go léir. Is imoibriú slabhrúil é coinneal dóite, cé gur gnách go bhfanann an lasair mar mhéid tairiseach agus i suíomh seasta.

Is féidir an t-imoibriú slabhrúil i lasair coinnle a chur i gcomparáid le crios iompair. Tá traein leanúnach d’ábhar ag rith aníos ón gcoinnleoir, tríd an mbreac, isteach san aer agus sa lasair, agus suas níos faide ná an lasair. Níl ach nóiméad gairid gile ag an ábhar a ghluaiseann go geal sa lasair, agus ansin déantar é a bhrú aníos agus ar shiúl, agus ábhar eile a chur ina áit a bhfaigheann a nóiméad gile féin ansin. Gan an crios iompair a bheathú an t-imoibriú slabhrúil, d’imigh an lasair láithreach.

Is féidir imoibriú slabhrúil lasair coinnle a roinnt ina roinnt céimeanna:

1) Leáíonn teas an lasair cuid den chéir choinnle, ag cruthú linn céir leachtaigh ag bun na caola nochta.

2) De réir mar a imíonn an céir ó chodanna uachtaracha na caola (i gcéim 3 thíos), bogann an céir leachtach suas tríd an mbreac chun í a athsholáthar. Is eol dúinn an gníomh wicking seo i gcomhthéacsanna eile. Mar shampla, má choinnímid tuáille páipéir ionas go mbeidh cúinne de i dteagmháil le lochán uisce, ansin tógfaidh uisce suas trí shnáithíní an pháipéir, ag fliuchadh an tuáille.

3) Mar gheall ar dhian-theas na lasair ag barr an tuí go n-imíonn an céir leachtach isteach san aer, áit a meascann sé agus a dtéann sé i dteagmháil le móilíní ocsaigine.

4) Éiríonn an meascán gásach aeir / céir, arna tharraingt suas ag sreabhadh ingearach an aeir agus á théamh ag an lasair, chomh te go dtéann sé faoi dhó. Is é sin le rá, ocsaídítear móilíní céir go gasta, ag scaoileadh teasa agus solais. Má tá an dóchán críochnaithe, ansin ní fhanann ach móilíní dé-ocsaíd charbóin agus uisce. Seachas sin, fanann cáithníní súiche (ábhar dóite go neamhiomlán). Is carbón éagruthach den chuid is mó é súiche, ina bhfuil líon mór bannaí CC nár ocsaídíodh.

5) De réir mar a tharraingítear an meascán gléineach seo de gháis aníos - tiomáinte ag an bhfíric go bhfuil na gáis te i bhfad níos dlúithe ná an t-aer níos fuaire timpeall an lasair - is gearr go mbeidh na gáis ró-fhionnuar le gliú, cé go leanann sreabhadh aníos na ngás i bhfad os cionn lasair an choinnle infheicthe.

Is imoibriú slabhrúil é an próiseas ilchéime seo toisc go dtiomáineann an teas a scaoiltear i gcéim # 4 na céimeanna eile go léir, ag táirgeadh crios iompair de bhreosla gásach le dó, agus ansin an t-ábhar dóite a bhrú amach as an mbealach. Mar an gcéanna, is imoibriú slabhrúil é an lasair ar sorn gáis freisin, cé go bhfuil níos lú céimeanna aige, toisc gur gás é an breosla cheana féin. Níos lú follasaí, is imoibriú slabhrúil é tine log i dteallach, toisc go gcuireann teas na tine leis an adhmad dianscaoileadh ina gháis indóite a mheascann le hocsaigin san aer agus ansin a dhó. (Tugtar pirealú ar an dianscaoileadh teas-tiomáinte seo i ngáis.) Nochtann na lasracha a rinceann os cionn na lomán na láithreacha ina bhfuil dóchán gás ag tarlú. De ghnáth léiríonn lasair ghorm (cosúil le sorn gáis) dóchán iomlán, agus léiríonn lasair bhuí dóchán neamhiomlán. Ciallaíonn dóchán neamhiomlán nach ndéantar an carbón go léir a ocsaídiú go hiomlán i ndé-ocsaíd charbóin. Ina áit sin, déantar cuid de a thiontú go hábhair eile atá bunaithe ar charbón, mar cháithníní súiche. Tagann an dath láidir buí i lasair tipiciúil ó na giotaí beaga bídeacha de súiche agus iad á théamh go dtí go mbíonn siad buí.

Is é an toradh atá air seo ná go bhfuil tine - próiseas ina bhfuil roinnt céimeanna - níos mó ná lasair. Is cinnte gurb é an lasair an áit a dtarlaíonn príomhchuid an phróisis - dóchán tapa an mheascáin gás / aeir ghásach. Is é sin le rá, is é an lasair an crios ina ndéantar an breosla a ocsaídiú, ag scaoileadh teasa agus solais. Ach tá an limistéar faoin lasair ina chuid riachtanach den phróiseas freisin, toisc gurb é seo an áit a ullmhaítear agus a chuirtear an meascán breosla / aeir isteach sa lasair. Agus tá ról tábhachtach ag sreabhadh ingearach gás agus deataigh os cionn an lasair, ag iompar na n-ábhar a úsáidtear go tapa.

An Hump Fuinnimh

Ar ndóigh, is í an cheist caolchúiseach atá taobh thiar de seo go léir ná conas a d’fhéadfadh aon ábhair indóite a bheith ann ar an gcéad dul síos. Tá sé chomh nádúrtha agus uathoibríoch dul ó stát ardfhuinnimh go stát ísealfhuinnimh le huisce ag sileadh síos cnoc. Má tá an fuinneamh atá i móilíní orgánacha chomh mór sin, cén fáth nach ocsaídíonn na hábhair seo láithreach nuair a bhíonn siad nochtaithe don ocsaigin san aer? Cén fáth nach ndíscaoileann ábhair mar adhmad, páipéar agus plaisteach go dé-ocsaíd charbóin agus uisce go spontáineach? Cén fáth go gcaithfidh tú teagmháil a dhéanamh le lasair sula dtosóidh siad ag lasadh?

Is é an freagra ná go bhfuil “croit” fuinnimh sa phróiseas. Cé go bhfuil i bhfad níos mó fuinnimh sna bannaí adamhacha sa bhreosla neamh-dhóite ná na bannaí sna hábhair dóite, caithfidh tú na bannaí atá ann cheana a bhriseadh - agus teastaíonn fuinneamh uaidh seo. Dá bhrí sin, chun dul thar an gcnap, caithfidh tú dóthain fuinnimh a chur isteach sa chóras chun na bannaí a bhriseadh, agus ina dhiaidh sin sruthóidh an próiseas síos an cnoc go dtí an stát fuinnimh is ísle. Maidir leis seo is féidir tine a chur i gcomparáid le siphon. Samhlaigh go bhfuil dhá thub uisce agat ina suí in aice lena chéile, ceann acu cúpla troigh níos airde ná an ceann eile. Tá an t-uisce sa fheadán íochtarach ag staid fuinnimh níos ísle (maidir le domhantarraingt) ná an t-uisce sa fheadán uachtarach. Mar sin féin, ní léimfidh an t-uisce go huathoibríoch ón bhfeadán níos airde go dtí an ceann is ísle, mar go mbeadh air dreapadh suas taobhanna an fheadáin níos airde ar dtús. Ach má nascann tú an dá fheadán le siphon - is é sin, feadán líonta le huisce - ansin sruthóidh an t-uisce ón bhfeadán níos airde suas thar imeall an fheadáin agus ansin síos go dtí an feadán íochtarach. Is í an éifeacht siphon coibhéiseach atá le tine ná go gcaithfear ábhair indóite a théamh go dtí a gcuid pointí dócháin d’fhonn dul thar an gcnap agus sreabhadh síos go dtí an stát fuinnimh is ísle.

Mar sin teastaíonn teas ón tine chun an t-imoibriú slabhrúil a chothú - agus soláthraíonn an tine féin an teas. Míníonn sé seo an fáth a deir comhraiceoirí dóiteáin go dteastaíonn trí chomhábhar ó dhóiteán - breosla, ocsaigin, agus teas - agus má chuireann tú deireadh le haon cheann de na trí cinn, ansin is féidir leat an tine a mhúchadh. Ionsaíonn spraeáil uisce ar dhóiteán an chomhpháirt teasa go príomha, den chuid is mó toisc go ndéanann uisce galú a lán teasa as cibé rud a bhfuil sé i dteagmháil léi. (Sin é an fáth go bhfuaraíonn galú an luí seoil do chraiceann.) Ach is féidir leat tine a chur amach freisin trí ocsaigin a dhíbirt, nó trí fhoinse an bhreosla a bhaint.

Achoimre

Mar sin anois táimid réidh faoi dheireadh chun “tine” a shainiú. Is próiseas imoibriú slabhrúil é tine ina nochtar ocsaigin agus leibhéil arda teasa do shubstaintí ina bhfuil fuinneamh stóráilte ina mbannaí ceimiceacha, ag aslú aon substaintí nach bhfuil i staid ghásach cheana féin dul ina ngáis, agus ansin an breosla gásach seo a aslú le dul faoi ocsaídiú tapa , ag scaoileadh an fhuinnimh stóráilte mar theas agus solas, rud a leanann den imoibriú slabhrúil.