Почему температура жидкости в диффузионном насосе меняется?

Для ответа на вопрос о характере нагрева рабочей жидкости в паромасляном диффузионном насосе выберем вариант, объясняющий физику фазового перехода. Вопрос: Почему температура рабочей жидкости (кривая 4) сначала резко увеличивается с ростом мощности нагревателя, а затем температура поднимается медленно? Правильный ответ: Замедление нагрева рабочей жидкости происходит в результате его закипания и потери энергии за счет теплоты парообразования. Пояснение для записи в тетрадь: В процессе работы диффузионного насоса масло в кипятильнике проходит через несколько стадий. На первом этапе подводимая мощность тратится на нагрев жидкости, и её температура быстро растет. Когда достигается температура кипения при данном давлении, начинается интенсивное парообразование. Согласно законам термодинамики, большая часть подводимой энергии начинает расходоваться на разрыв межмолекулярных связей (скрытая теплота парообразования), а не на повышение температуры. Количество теплоты, необходимое для парообразования, выражается формулой: \[ Q = r \cdot m \] где: \( r \) — удельная теплота парообразования; \( m \) — масса испарившегося вещества. Поскольку в вакууме кипение происходит при более низких температурах, чем при атмосферном давлении, график температуры выходит на «плато». Это критически важный режим для стабильной работы отечественных вакуумных установок, так как именно поток пара обеспечивает откачку газа. Дальнейший медленный рост температуры связан с изменением давления пара и состава фракций масла.