Што такое кіпенне? Удзельная цеплыня параўтварэння

Што такое кіпенне, вядома яшчэ са школьнай праграмы. Тым не менш гэтыя веды хутка знікаюць, і паступова людзі спыняюць звяртаць увагу на сутнасць звыклых з'яў. Часам бывае карысна ўспомніць тэарэтычныя веды.

вызначэнне

Што такое кіпенне? Гэта фізічны працэс, падчас якога адбываецца інтэнсіўнае параўтварэнне як на свабоднай паверхні вадкасці, так і ўнутры яе структуры. Адным з прыкмет кіпення з'яўляецца адукацыя бурбалак, якія складаюцца з насычанай пары і паветра.

Варта адзначыць існаванне такога паняцця, як тэмпература кіпення. Ад ціску таксама залежыць хуткасць адукацыі пара. Яно павінна быць сталым. Як правіла, асноўнай характарыстыкай вадкіх хімічных рэчываў з'яўляецца тэмпература кіпення пры нармальным атмасфэрным ціску. Тым не менш на дадзены працэс таксама могуць аказаць уплыў такія фактары, як інтэнсіўнасць гукавых хваляў, іянізацыя паветра.

Стадыі кіпення вады

Абавязкова пачынае ўтварацца пар падчас такой працэдуры, як награванне. Кіпенне мае на ўвазе мінанне вадкасці праз 4 стадыі:

1. На дне пасудзіны, а таксама на яго сценках пачынаюць утварацца невялікія бурбалкі. Гэта з'яўляецца вынікам таго, што ў расколінах матэрыялу, з якога выраблена ёмістасць, змяшчаецца паветра, які пашыраецца пад уздзеяннем высокай тэмпературы.
2. Бурбалкі пачынаюць павялічвацца ў аб'ёме, у выніку чаго яны вырываюцца на паверхню вады. Калі верхні пласт вадкасці яшчэ не дасягнуў тэмпературы кіпення, паражніны апускаюцца на дно, пасля чаго зноў пачынаюць імкнуцца ўверх. Гэты працэс прыводзіць да адукацыі гукавых хваль. Менавіта таму падчас кіпення вады мы можам пачуць шум.
3. На паверхню выплывае найбольшая колькасць бурбалак, што стварае ўражанне мутнасці вады. Пасля гэтага вадкасць бляднее. Улічваючы візуальны эфект, дадзеную стадыю кіпення называюць "белым ключом".
4. Назіраецца інтэнсіўнае бурленне, якое суправаджаецца адукацыяй вялікіх бурбалак, якія хутка лопаюцца. Гэты працэс суправаджаецца з'яўленнем пырскаў, а таксама інтэнсіўным адукацыяй пара.

Удзельная цеплыня параўтварэння

Практычна штодня мы сутыкаемся з такой з'явай, як кіпенне. Удзельная цеплыня параўтварэння ўяўляе сабой фізічную велічыню, якая вызначае колькасць цеплыні. З яе дапамогай вадкае рэчыва можа быць звернута ў пар. Для таго каб разлічыць дадзены параметр, трэба падзяліць паказчык цеплыні выпарэння на масу.

Як адбываецца вымярэнне

Паказчык удзельнай цеплыні адукацыі вымяраецца ў лабараторных умовах шляхам правядзення адпаведных эксперыментаў. Яны ўключаюць у сябе наступныя дзеянні:

• адмераецца неабходную колькасць вадкасці, якое затым пераліваецца ў каларыметр;
• праводзіцца першапачатковы замер тэмпературы вады;
• на гарэлку усталёўваецца колба з загадзя закладзеным у яе даследуемых рэчывам;
• пар, вылучаемы даследуемых рэчывам, запускаецца ў каларыметр;
• вырабляецца паўторны замер тэмпературы вады;
• каларыметр падвяргаецца ўзважвання, што дазваляе вылічыць масу сконденсированного пара.

Пузырьковый рэжым кіпення

Разбіраючыся з пытаннем пра тое, што такое кіпенне, варта адзначыць, што яно мае некалькі рэжымаў. Так, пры награванні пар можа ўтварацца ў выглядзе бурбалак. Яны перыядычна растуць і лопаюцца. Такі рэжым кіпення называецца пузырьковым. Звычайна паражніны, напоўненыя парай утвараюцца менавіта ў сценак пасудзіны. Гэта звязана з тым, што яны, як правіла, перагрэтыя. Гэта неабходная ўмова для кіпення, бо ў адваротным выпадку бурбалкі будуць схлопываются, не дасягаючы вялікіх памераў.

Плёнкавы рэжым кіпення

Што такое кіпенне? Прасцей за ўсё растлумачыць гэты працэс як параўтварэнне пры пэўнай тэмпературы і сталым ціску. Акрамя пузырьково рэжыму, вылучаюць таксама плёнкавы. Яго сутнасць складаецца ў тым, што пры ўзмацненні цеплавога патоку асобныя бурбалкі аб'ядноўваюцца, утвараючы паравой пласт на сценках пасудзіны. Пры дасягненні крытычнага паказчыка яны прарываюцца на паверхню вады. Дадзены рэжым кіпення адрозніваецца тым, што ступень цеплаперадачы ад сценак пасудзіны да самай вадкасці значна зніжаецца. Прычынай гэтаму становіцца тая самая паравая плёнка.

тэмпература кіпення

Варта адзначыць, што існуе залежнасць тэмпературы кіпення ад ціску, які аказваецца на паверхню нагреваемой вадкасці. Так, прынята лічыць, што вада кіпіць пры награванні да 100 градусаў Цэльсія. Тым не менш гэты паказчык можна лічыць справядлівым толькі ў тым выпадку, калі паказчык атмасфернага ціску будзе лічыцца нармальным (101 кпа). Калі ж яно будзе павялічвацца, тэмпература кіпення таксама зменіцца ў бок павышэння. Так, напрыклад, у папулярных рондалях-хуткаварка ціск роўна прыкладна 200 кпа. Такім чынам, тэмпература кіпення павышаецца на 20 пунктаў (да 20 градусаў).

Прыкладам нізкага атмасфернага ціску можна лічыць горныя раёны. Так, улічваючы, што там яно досыць невялікая, вада пачынае закіпаць пры тэмпературы каля 90 градусаў. Жыхарам падобных раёнаў прыходзіцца марнаваць нашмат больш часу на прыгатаванне ежы. Так, напрыклад, каб зварыць яйка, прыйдзецца нагрэць ваду не менш, чым на 100 градусаў, інакш бялок не згорнецца.

Кіпенне рэчыва залежыць ад паказчыка ціску насычанай пары. Ўплыў яго на тэмпературу зваротна прапарцыйна. Напрыклад, ртуць закіпае пры награванні да 357 градусаў Цэльсія. Гэта можна растлумачыць тым, што ціск насычаных пароў роўна ўсяго толькі 114 По (для вады дадзены паказчык складае 101 325 Па).

Кіпенне ў розных умовах

У залежнасці ад умоў і стану вадкасці, тэмпература кіпення можа істотна адрознівацца. Напрыклад, варта дадаць у вадкасць соль. Іёны хлору і натрыю размяшчаюцца паміж малекуламі вады. Такім чынам, на закіпання патрабуецца на парадак больш энергіі, а адпаведна - часу. Акрамя таго, такая вада ўтварае нашмат менш пара.

Чайнік выкарыстоўваецца для кіпячэння вады ў бытавых умовах. Калі выкарыстоўваецца чыстая вадкасць, то тэмпература дадзенага працэсу складае стандартныя 100 градусаў. Пры аналагічных умовах закіпае дыстыляваная вада. Тым не менш будзе выдаткавана крыху менш часу, калі ўлічыць адсутнасць старонніх прымешак.

Чым адрозніваецца кіпенне ад выпарэння

Кожны раз, калі адбываецца кіпенне вады, пар вылучаецца ў атмасферу. Але гэтыя два працэсы нельга атаясамліваць. Яны з'яўляюцца толькі спосабамі параўтварэння, якое адбываецца пры пэўных умовах. Так, кіпенне - гэта фазавы пераход першага роду. Дадзены працэс з'яўляецца больш інтэнсіўным, чым выпарэнне. Гэта абумоўлена адукацыяй паравых ачагоў. Таксама варта адзначыць, што працэс выпарэння адбываецца выключна на паверхні вады. Кіпенне ж датычыцца ўсяго аб'ёму вадкасці.

Ад чаго залежыць выпарэнне

Выпарэнне ўяўляе сабой працэс пераўтварэння вадкага або цвёрдага рэчыва ў газападобнае стан. Адбываецца "вылетание" атамаў і малекул, сувязь якіх з астатнімі часціцамі аказваецца саслабленай пад уздзеяннем пэўных умоў. Хуткасць выпарэння можа змяняцца пад уплывам наступных фактараў:

• плошчу паверхні вадкасці;
• тэмпература самога рэчывы, а таксама навакольнага асяроддзя;
• хуткасць руху малекул;
• выгляд рэчывы.

Цікавыя факты пра кіпенні

Энергія кіпення вады шырока выкарыстоўваецца чалавекам у побыце. Дадзены працэс стаў настолькі штодзённым і звыклым, што ніхто не задумваецца аб яго прыродзе і асаблівасцях. Тым не менш з кіпеннем звязаны цэлы шэраг цікавых фактаў:

• Напэўна, усё заўважалі, што ў вечку чайніка ёсць адтуліна, але мала хто задумваецца пра яго прызначэнне. Яно праробліваецца з той мэтай, каб часткова выпускаць пару. У адваротным выпадку вада можа Расплюхалася праз носік.
• Працягласць варэння бульбы, яек і іншых прадуктаў харчавання не залежыць ад таго, наколькі магутным з'яўляецца награвальнік. Мае значэнне толькі той факт, як доўга яны знаходзіліся пад уздзеяннем кіпячай вады.
• На такі паказчык, як тэмпература кіпення, ніяк не ўплывае магутнасць награвальнага прыбора. Яна можа адбіцца толькі на хуткасці выпарэння вадкасці.
• Кіпенне звязана не толькі з награваннем вады. Пры дапамозе дадзенага працэсу можна таксама прымусіць вадкасць змерзнуць. Так, у працэсе кіпення трэба вырабляць бесперапынную адпампоўку паветра з посуду.
• Адна з самых актуальных праблем для гаспадынь заключаецца ў тым, што малако можа "ўцячы". Так, рызыка гэтай з'явы значна павышаецца падчас пагаршэння надвор'я, якое суправаджаецца падзеннем атмасфернага ціску.
• Самы гарачы кіпень атрымліваецца ў глыбокіх падземных шахтах.
• Шляхам эксперыментальных даследаванняў навукоўцам атрымалася ўсталяваць, што на Марсе вада закіпае пры тэмпературы 45 градусаў Цэльсія.

Ці можа вада кіпець пры пакаёвай тэмпературы?

Шляхам нескладаных падлікаў навукоўцам атрымалася ўсталяваць, што вада можа закіпець пры пакаёвай тэмпературы на ўзроўні стратасферы. Аналагічныя ўмовы можна ўзнавіць пры дапамозе вакуумнага помпы. Тым не менш падобны досвед можна правесці і ў больш простых, прызямлёных умовах.

У літровай колбе трэба закіпяціць 200 мл вады, а калі ёмістасць запоўніцца парай, яе трэба шчыльна зачыніць, зняць з агню. Змясціўшы яе над крышталізатар, трэба дачакацца заканчэння працэсу кіпення. Далей колбу абліваюць халоднай вадой. Пасля гэтага ў ёмістасці зноў пачнецца інтэнсіўнае кіпенне. Гэта звязана з тым, што пад уздзеяннем нізкай тэмпературы пар, які знаходзіцца ў верхняй частцы колбы, апускаецца.