Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck

Капоттың астында: Автокөліктердің химиясы - Синтия Чаббак

336,459 views

2014-07-24 ・ TED-Ed


New videos

Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck

Капоттың астында: Автокөліктердің химиясы - Синтия Чаббак

336,459 views ・ 2014-07-24

TED-Ed


Бейнені ойнату үшін төмендегі ағылшын тіліндегі субтитрлерді екі рет басыңыз.

Аудармашы: Sandibek Rysbay Редактор: Asqat Yerkimbay
00:08
There are over one billion cars in the world today,
0
8470
3238
Дүние жүзінде адамдарды қажет жеріне жеткізетін
00:11
getting people where they need to go,
1
11708
1663
миллиардтаған автокөлік бар.
00:13
but cars aren't just a mode of transportation,
2
13371
2891
Автокөліктер көліктің бір түрі болып қана қоймай,
00:16
they're also a chemistry lesson waiting to be taught.
3
16262
2519
химия сабағын үйрететін құрал болып есептеледі.
00:18
The process of starting your car begins in the engine cylinders,
4
18781
3499
Көлігіңіздің оталдыру үрдісі мотор цилиндрінен басталады.
00:22
where a spritz of gasoline from the fuel injector
5
22280
2513
Цилиндрде отын инжекторынан келген бензин шашырандысы мен
00:24
and a gulp of air from the intake valve
6
24793
2017
демшығарғыш клапанынан келген бір жұтым ауа
00:26
mix together before being ignited by a spark,
7
26810
3034
бір-бірімен араласады, олар от ұшқынынан тұтанып, газға айналады.
00:29
forming gases that expand and push the piston.
8
29844
3466
Газ көлемі ұлғайып, поршенді итереді.
00:33
But combustion is an exothermic reaction, meaning it releases heat.
9
33310
3827
Алайда тұтану - экзотермиялық реакция, жылу бөледі дегенді білдіреді.
00:37
Lots of it.
10
37137
1495
Көп жылу.
00:38
And while much of this heat escapes through the tail pipe,
11
38632
2529
Әрі осы жылудың көп бөлігі газ шығатын түтік арқылы шыққанымен
00:41
the heat that remains in the engine block needs to be absorbed, transported, and dissipated
12
41161
5163
мотор блогында қалған жылу сіңіп, тасымалданып, ыдырап кетуі тиіс,
00:46
to protect the metal components from deforming or even melting.
13
46324
3421
метал бөлшектердің деформациялануынан, тіпті балқып кетуінен қорғау үшін.
00:49
This is where the cooling system comes in.
14
49745
1888
Бұл - салқындату жүйесі басталатын жер.
00:51
A liquid gets circulated throughout the engine,
15
51633
2818
Сұйықтық бүкіл мотордың бойымен айналады,
00:54
but what kind of liquid can absorb all that heat?
16
54451
2382
бірақ бұл жылуды сұйықтықтың қай түрі сіңіре алады?
00:56
Water may seem like an obvious first choice.
17
56833
2377
Ойымызға бірден су келуі мүмкін мүмкін.
00:59
After all, its specific heat,
18
59210
1626
Ақыр аяғында оның өзіне тән жылуы,
01:00
the amount of energy required to raise the temperature
19
60836
2681
яғни берілген мөлшер температурасын
01:03
of a given amount by one degree Celsius,
20
63517
2442
1°C-қа өсіретін қажетті энергия мөлшері -
01:05
is higher than that of any other common substance.
21
65959
2434
кез келген өзге ортақ заттың энергия мөлшерінен жоғарырақ.
01:08
And we have a lot of heat energy to absorb.
22
68393
2500
Әрі бізде сіңуі тиіс көп жылу энергиясы бар.
01:10
But using water can get us into deep trouble.
23
70893
2241
Бірақ суды қолдану бізді тығырыққа тіреуі мүмкін.
01:13
For one thing, its freezing point is zero degrees Celsius.
24
73134
3626
Біріншіден оның қату нүктесі - 0°C.
01:16
Since water expands as it freezes,
25
76760
2256
Су қатқан бойда көлемінің өсуінен
01:19
a cold winter night could mean a cracked radiator and a damaged engine block,
26
79016
4086
аязды қыс түні радиатор жарылып, мотор блогы бұзылуы мүмкін,
01:23
a chilling prospect.
27
83102
1429
қорқынышты болжам.
01:24
And considering how hot car engines can get,
28
84531
2226
Автокөліктің қаншалықты жыли алатынын есепке ала отырып,
01:26
the relatively low boiling point of 100 degrees Celsius
29
86757
3386
100°C салыстырмалы төмен қайнау нүктесі
01:30
can lead to a situation that would get anyone steamed.
30
90143
2827
будың пайда болуына әкелуі мүмкін.
01:32
So, instead of water, we use a solution,
31
92970
2541
Сондықтан судың орнына ерітіндіні, яғни
01:35
a homogeneous mixture consisting of a solute and a solvent.
32
95511
4000
ерігіш пен еріткіштен құралған гомогенді қоспаны пайдаланамыз.
01:39
Some of the solution's properties will differ depending on the proportion of solute present.
33
99511
4750
Кей ерітіндінің қасиеттері құрамындағы ерігіштің үлесіне орай өзгеше болады.
01:44
These are called colligative properties, and as luck would have it,
34
104261
3814
Бұлар коллигативті қасиеттер деп аталады, әдейі ойлап табылғандай
бұларға қату температурасының азаюы мен қайнау температурасының өсуі кіреді.
01:48
they include freezing point depression and boiling point elevation.
35
108075
3324
Таза ерітінделерден гөрі бұл ерітінділерде
01:51
So, solutions have both a lower freezing point and a higher boiling point than pure solvent,
36
111399
5586
төмен қату температурасымен қатар жоғары қайнау температурасы да бар,
01:56
and the more solute is present, the bigger the difference.
37
116985
3018
әрі ерігіш көп болған сайын айырмышылық та көбейеді.
02:00
So, why do these properties change?
38
120003
2366
Сөйтіп, бұл қасиеттер неліктен өзгереді?
02:02
First of all, we need to understand that temperature is a measure
39
122369
2979
Ең алдымен температура - бөлшектің орташа кинетикалық энергиясының
02:05
of the particle's average kinetic energy.
40
125348
2379
өлшемі екенін түсінуіміз қажет.
02:07
The colder the liquid, the less of this energy there is,
41
127727
2578
Сұйықтық салқындаған сайын осы бар энергия да азаяды,
02:10
and the slower the molecules move.
42
130305
2005
әрі молекулалар да баяуырақ қозғала бастайды.
02:12
When a liquid freezes, the molecules slow down,
43
132310
2529
Сұйықтық қатқан кезде молекулалалар баяулайды,
02:14
enough for their attractive forces to act on each other,
44
134839
2383
бұл - өздерін кристалдық құрылымға топтастыра отырып,
02:17
arranging themselves into a crystal structure.
45
137222
3058
бір-біріне әрекеттестіретін тартылыс күші үшін жеткілікті.
02:20
But the presence of solute particles gets in the way of these attractions,
46
140280
3263
Бірақ еритін бөлшектер осы тартылысқа кедергі жасайды,
02:23
requiring a solution to be cooled down further before the arrangement can occur.
47
143543
4406
яғни кристалдық тор туындамас бұрын ерітінді одан әрі салқындай түседі.
02:27
As for the boiling point, when a liquid boils,
48
147949
2820
Ал қайнау нүктесіне келер болсақ, сұйықтық қайнаған кезде
02:30
it produces bubbles filled with its vapor,
49
150769
2131
ол өз буынан құралған көпіршіктер түзеді,
02:32
but for a bubble to form, the vapor pressure must become as strong
50
152900
4028
алайда көпірішік түзілуі үшін атмосфера сұйықтық бетін үнемі қалай итерсе,
02:36
as the atmosphere constantly pushing down on the surface of the liquid.
51
156928
3384
бу қысымы да сонша күшке ие болуы тиіс.
02:40
As the liquid is heated, the vapor pressure increases,
52
160312
2761
Сұйықтық қызған кезде бу қысымы өседі,
02:43
and when it becomes equal to the atmospheric pressure,
53
163073
2615
әрі ол атмосфера қысымына теңескен бойда
02:45
the bubbles form and boiling occurs.
54
165688
2593
көпіршіктер түзіп, қайнай бастайды.
02:48
A solution's vapor pressure is lower than that of pure solvent,
55
168281
3119
Ерітінді буының қысымы таза еріткіштен төмендеу болады,
02:51
so it must be heated to an even higher temperature
56
171400
2933
сондықтан ол атмосфера күшіне теңеспес бұрын
02:54
before it can match the strength of the atmosphere.
57
174333
2459
тіпті жоғары температурада да қызуы тиіс.
02:56
As an added bonus, the pressure in the radiator
58
176792
2569
Қосымша бонус ретінде қайнау температурасын
02:59
is kept above atmospheric pressure,
59
179361
1847
тағы 25°C-қа өсіре отырып,
03:01
raising the boiling point by another 25 degrees Celsius.
60
181208
3695
радиатордағы қысым атмоасфера қысымынан жоғары күйді сақтайды.
03:04
The solution commonly used for a car's cooling system
61
184903
3011
Автокөліктің салқындату жүйесінде жалпы қолданылатын ерітінді -
03:07
is a 50/50 mixture of ethylene glycol and water,
62
187914
3475
этиленгликоль мен судың 50 де 50 қоспасы.
03:11
which freezes at -37 degrees Celsius and boils at 106 degrees Celsius.
63
191389
6143
Бұл қоспа -37°C-та қатып, 106°C-та қайнайды.
03:17
At the highest recommended proportion of 70 to 30,
64
197532
3693
Ұсынылатын ең жоғары 70 те 30 үлестік қатынасында
03:21
the freezing point is even lower at -55 degrees Celsius,
65
201225
3931
қату нүктесі тіпті -55°C-тан да төмендеп,
03:25
and the boiling point rises to 113 degrees Celsius.
66
205156
3870
қайнау нүктесі 113°C-қа дейін өседі.
03:29
As you can see, the more ethylene glycol you add,
67
209026
2590
Көріп тұрғаныңыздай қанша этиленгликоль қоссаңыз,
03:31
the more protection you get, so why not go even higher?
68
211616
3089
сонша қорғанысқа қол жеткізесіз, бірақ не үшін одан әрірек бармаймыз?
03:34
Well, it turns out you can have too much of a good thing
69
214705
2778
Сізде жақсы нәрсе тым мол болып шығады,
03:37
because at higher proportions,
70
217483
1271
себебі жоғары үлестік қатынастарда
03:38
the freezing point actually starts to go back up.
71
218754
3080
қату нүктесі іс жүзінде қалпына келе бастайды.
03:41
The properties of the solution head towards the properties of ethylene glycol,
72
221834
3435
Ерітіндінің қасиеттері этиленгликольдің қасиеттеріне қарай ығыса бастайды,
03:45
which freezes at -12.9 degrees Celsius,
73
225269
2995
яғни этиленгликоль -12,9°C-та қатады,
03:48
a higher temperature than we attained with the solution.
74
228264
3024
бұл ерітіндімен қол жеткізген температурадан жоғарылау.
03:51
The solution flows through the engine, absorbing heat along the way.
75
231288
3690
Ерітінді жолындағы жылуды сіңіре отырып, мотор бойымен ағады.
03:54
When it reaches the radiator, it's cooled by a fan,
76
234978
2756
Ерітінді радиаторға жеткен бойда оны желдеткішпен қатар
03:57
as well as air rushing through the front of the car
77
237734
2546
автокөліктің алдынан келген ауа ағыны салқындатады,
04:00
before returning to the hot engine compartment.
78
240280
2592
мотор бөлігі қайта ысимын дегенше.
04:02
So, an effective and safe engine coolant
79
242872
1968
Сөйтіп, тиімді, әрі қауіпсіз мотор салқындатқышының
04:04
must have a high specific heat, a low freezing point, and a high boiling point.
80
244840
4578
өзіне тән жоғары жылуы, төмен қату нүктесі және жоғары қайнау нүктесі болуы тиіс.
04:09
But instead of searching all over the world for the perfect liquid to solve our problem,
81
249418
3989
Бірақ бүкіл дүние жүзінен мәселемізді шешу үшін мінсіз сұйықтықты іздеу орнына
04:13
we can create our own solution.
82
253407
2437
өзіміздің ерітіндімізді жасап шығара аламыз.
Осы веб-сайт туралы

Бұл сайт ағылшын тілін үйренуге пайдалы YouTube бейнелерімен таныстырады. Сіз әлемнің түкпір-түкпірінен келген үздік оқытушылар жүргізетін ағылшын тілі сабақтарын көресіз. Бейнені сол жерден ойнату үшін әрбір бейне бетінде көрсетілетін ағылшын тіліндегі субтитрлерді екі рет басыңыз. Субтитрлер бейнені ойнатумен синхрондалады. Егер сізде қандай да бір ескертулер немесе сұраулар болса, осы байланыс формасы арқылы бізге хабарласыңыз.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7