الغليان هو عملية انتقال المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية (التبخر في السائل). الغليان ليس التبخر: أنه يختلف في ما يمكن أن يحدث فقط عند ضغط ودرجة حرارة معينة.
الغليان – تسخين الماء إلى درجة الغليان.
الماء المغلي هو عملية معقدةالذي يحدث في أربع مراحل. خذ بعين الاعتبار مثال الماء المغلي في وعاء زجاجي مفتوح.
في المرحلة الأولىعندما يغلي الماء، تظهر فقاعات هواء صغيرة في قاع الإناء، والتي يمكن رؤيتها أيضًا على سطح الماء من الجوانب.
وتتكون هذه الفقاعات نتيجة تمدد فقاعات الهواء الصغيرة الموجودة في الشقوق الصغيرة في الحاوية.
في المرحلة الثانيةلوحظت زيادة في حجم الفقاعات: يندفع المزيد والمزيد من فقاعات الهواء إلى السطح. يوجد بخار مشبع داخل الفقاعات.
مع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد ضغط الفقاعات المشبعة، مما يؤدي إلى زيادة حجمها. ونتيجة لذلك، تزداد قوة أرخميدس المؤثرة على الفقاعات.
وبفضل هذه القوة تميل الفقاعات إلى سطح الماء. إذا لم يكن لدى الطبقة العليا من الماء الوقت الكافي للتدفئة تصل إلى 100 درجة مئوية(وهذه هي نقطة الغليان ماء نظيفبدون شوائب)، ثم تغوص الفقاعات إلى طبقات أكثر سخونة، وبعد ذلك تندفع مرة أخرى إلى السطح.
نظرًا لحقيقة أن الفقاعات تتناقص باستمرار وتزداد في الحجم، تظهر الفقاعات داخل الوعاء. موجات صوتية، والتي تخلق الضوضاء المميزة للغليان.
في المرحلة الثالثةيرتفع عدد كبير من الفقاعات إلى سطح الماء، مما يتسبب في البداية في غيوم طفيفة في الماء، ثم "يتحول إلى شاحب". هذه العملية لا تدوم طويلا وتسمى "الغليان الأبيض".
أخيراً، في المرحلة الرابعةبعد الغليان، يبدأ الماء في الغليان بشكل مكثف، وتظهر فقاعات كبيرة متفجرة وبقع (كقاعدة عامة، البقع تعني أن الماء قد غلي بقوة).
يبدأ بخار الماء بالتشكل من الماء، ويصدر الماء أصواتًا محددة.
لماذا "تزهر" الجدران و"تبكي" النوافذ؟ في كثير من الأحيان يقع اللوم على البناة لأنهم قاموا بحساب نقطة الندى بشكل غير صحيح. اقرأ المقال لتعرف مدى أهمية ذلك ظاهرة فيزيائيةوكيف لا يزال بإمكانك التخلص من الرطوبة الزائدة في المنزل؟
ما هي الفوائد التي يمكن أن يجلبها الماء المذاب لأولئك الذين يريدون إنقاص الوزن؟ سوف تتعلم عن هذا، اتضح أنه يمكنك إنقاص الوزن بدونه جهد خاص!
درجة حرارة البخار عند غليان الماء ^
البخار هو الحالة الغازية للمياه. عندما يدخل البخار إلى الهواء، فإنه، مثل الغازات الأخرى، يمارس ضغطًا معينًا عليه.
أثناء عملية تكوين البخار، تظل درجة حرارة البخار والماء ثابتة حتى يتبخر كل الماء. وتفسر هذه الظاهرة بحقيقة أن كل الطاقة (درجة الحرارة) موجهة نحو تحويل الماء إلى بخار.
في في هذه الحالةيتكون البخار الجاف المشبع. لا توجد جزيئات شديدة التشتت من الطور السائل في مثل هذا البخار. يمكن أيضًا أن يكون البخار مشبعة رطبة ومسخنة.
بخار مشبع يحتوي على جزيئات معلقة شديدة التشتت من الطور السائل، والتي يتم توزيعها بالتساوي في جميع أنحاء كتلة البخار بأكملها، يسمى بخار مشبع رطب.
في بداية الماء المغلي، يتم تشكيل هذا البخار، والذي يتحول بعد ذلك إلى بخار مشبع جاف. لا يمكن الحصول على البخار الذي تكون درجة حرارته أعلى من درجة حرارة الماء المغلي، أو بالأحرى البخار شديد السخونة، إلا باستخدام معدات خاصة. في هذه الحالة، سيكون هذا البخار قريبا من خصائصه للغاز.
درجة غليان الماء المالح ^
درجة غليان الماء المالح أعلى من درجة غليان الماء العذب. بالتالي المياه المالحةيغلي في وقت لاحق طازجا. تحتوي المياه المالحة على أيونات Na+ و Cl- التي تشغل مساحة معينة بين جزيئات الماء.
في المياه المالحة، ترتبط جزيئات الماء بأيونات الملح في عملية تسمى الترطيب. العلاقة بين جزيئات الماء كبيرة اتصال أضعف، تتشكل أثناء عملية الترطيب.
لذلك، عندما تغلي جزيئات الماء العذب، يحدث التبخر بشكل أسرع.
سيتطلب غلي الماء مع الملح المذاب المزيد من الطاقة، وهي في هذه الحالة درجة الحرارة.
مع ارتفاع درجة الحرارة، تتحرك الجزيئات الموجودة في الماء المالح بشكل أسرع، ولكن عددها أقل، مما يؤدي إلى تصادمها بشكل أقل. ونتيجة لذلك، يتم إنتاج كمية أقل من البخار، الذي يكون ضغطه أقل من ضغط بخار الماء العذب.
لكي يصبح الضغط في الماء المالح أعلى من الضغط الجوي وتبدأ عملية الغليان، لا بد من درجة حرارة أعلى. عند إضافة 60 جرامًا من الملح إلى 1 لتر من الماء، تزيد درجة الغليان بمقدار 10 درجات مئوية.
وهنا أخطأوا بمقدار 3 درجات: "إن الحرارة النوعية لتبخر الماء هي 2260 جول/كجم". الصحيح كيلوجول، أي. 1000 مرة أكثر.
ما الذي يفسر ارتفاع درجة غليان الماء؟
ما الذي يسبب غليان الماء عند درجات حرارة عالية؟
البخار المسخن هو بخار بدرجة حرارة أعلى من 100 درجة مئوية (حسنًا، إذا لم تكن في الجبال أو في الفراغ، ولكن في الظروف العادية) ، يتم الحصول عليه عن طريق تمرير البخار عبر الأنابيب الساخنة، أو ببساطة - من محلول غليان الملح أو القلوي (خطير - القلوي أقوى من Na2CO3 (على سبيل المثال البوتاس - K2CO3 لماذا تصبح بقايا NaOH غير ضارة للعين في يوم أو اثنان، على عكس البقايا الغازية في الهواء KOH) تصبن العينين، لا تنس ارتداء نظارات السباحة!) ولكن مثل هذه المحاليل تغلي في رشقات نارية، فأنت بحاجة إلى أوعية غليان وطبقة رقيقة في الأسفل، ويمكن إضافة الماء عند الغليان، فقط يغلي بعيدا.
إذن من الماء المغلي المملح يمكنك الحصول على بخار بدرجة حرارة تبلغ حوالي 110 درجة مئوية، وليس أسوأ من ذلك من أنبوب ساخن تبلغ درجة حرارته 110 درجة مئوية، يحتوي هذا البخار على ماء فقط ويتم تسخينه، ولا يتذكر كيف، لكنه يحتوي على "احتياطي طاقة" "من 10 درجات مئوية مقارنة بالبخار المنبعث من غلاية المياه العذبة.
يمكن تسميته بالجاف لأنه... الاحترار (عن طريق الاتصال كما هو الحال في الأنابيب، أو حتى عن طريق الإشعاع، وهو ما يميز ليس فقط الشمس ولكن أيضًا أي جسم إلى درجة معينة (تعتمد على درجة الحرارة)) جسم ما، يمكن للبخار، بعد تبريده إلى 100 درجة مئوية، أن يظل غازًا، ولن يؤدي إلا المزيد من التبريد إلى أقل من 100 درجة مئوية إلى تكثيفه في قطرة ماء، وتقريبًا إلى فراغ (ضغط) بخار مشبعالماء حوالي 20 ملم زئبق من 760 ملم زئبق (1 ATM) ، أي أقل بـ 38 مرة من الضغط الجوي ، ويحدث هذا أيضًا مع بخار مشبع غير مسخن بدرجة حرارة 100 درجة مئوية في وعاء ساخن (غلاية من صنبورها يتدفق البخار)، وليس فقط مع الماء، ومع أي مادة مغلية، على سبيل المثال، يغلي الأثير الطبي بالفعل في درجة حرارة الجسم، ويمكن أن يغلي في قارورة في راحة اليد، ومن رقبتها "ينبوع" أبخرةها. ، ينكسر الضوء بشكل ملحوظ، إذا قمت الآن بإغلاق القارورة براحة يدك الثانية وإزالة الحرارة من راحة اليد السفلية، واستبدالها بحامل بدرجة حرارة أقل من 35 درجة مئوية، فسيتوقف الأثير عن الغليان، وبخاره المشبع، الذي دفع الكل للخارج سوف يتكثف الهواء الخارج من الدورق أثناء الغليان ليشكل قطرة من الأثير، مما يخلق فراغًا ليس أقوى من ذلك الذي يغلي منه الأثير، أي أنه يساوي تقريبًا ضغط الأثير البخاري المشبع عند درجة حرارة أبرد نقطة بالداخل القارورة، أو الوعاء الثاني أو الخرطوم المتصل به دون تسريبات مع غلق الطرف البعيد، هكذا تم تصميم جهاز كريوفور، الذي يوضح مبدأ الجدار البارد، مثل الفيلكرو الحلو، الذي يلتقط جميع جزيئات البخار الموجودة في يتم تقطير الكحول ("الفراغ") بهذه الطريقة، بدون تسخين).
وعند درجة حرارة تزيد عن 1700 درجة مئوية، يتحلل الماء جيدًا إلى أكسجين وهيدروجين... وتبين أن هذا طفرة سيئة، ولا داعي لرشه على جميع أنواع الهياكل المعدنية السيكامبرية المحترقة
كل ما يحيط بنا الحياة اليومية، يمكن تمثيلها في شكل عمليات فيزيائية وكيميائية. نحن نجري باستمرار الكثير من التلاعبات التي يتم التعبير عنها بالصيغ والمعادلات، دون أن نعرف ذلك. إحدى هذه العمليات هي الغليان. هذه ظاهرة تستخدمها جميع ربات البيوت عند الطهي. يبدو الأمر عاديًا تمامًا بالنسبة لنا. لكن دعونا ننظر إلى عملية الغليان من وجهة نظر علمية.
الغليان - ما هو؟
لقد كان من المعروف منذ أيام الفيزياء المدرسية أن المادة يمكن أن تكون في الحالة السائلة والغازية. عملية تحويل السائل إلى حالة بخار تغلي. يحدث هذا فقط عند الوصول إلى درجة حرارة معينة أو تجاوزها. يشارك في هذه العمليةوالضغط يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار. كل سائل له نقطة غليان خاصة به، مما يؤدي إلى عملية تكوين البخار.
وهذا هو الفرق الكبير بين الغليان والتبخر الذي يحدث عند أي درجة حرارة للسائل.
كيف يحدث الغليان؟
إذا سبق لك أن قمت بغلي الماء في وعاء زجاجي، فقد لاحظت تكوين فقاعات على جدران الوعاء مع ارتفاع حرارة السائل. يتم تشكيلها بسبب حقيقة أن الهواء يتراكم في الشقوق الدقيقة للأطباق، والتي تبدأ في التوسع عند تسخينها. تتكون الفقاعات من بخار سائل تحت الضغط. تسمى هذه الأزواج مشبعة. ومع تسخين السائل، يزداد الضغط في فقاعات الهواء ويزداد حجمها. وبطبيعة الحال، يبدأون في الصعود إلى القمة.
ولكن، إذا لم يصل السائل بعد إلى نقطة الغليان، إذن الطبقات العلياتبرد الفقاعات، وينخفض الضغط، وينتهي بها الأمر في قاع الحاوية، حيث تسخن مرة أخرى وترتفع. هذه العملية مألوفة لدى كل ربة منزل، ويبدو أن الماء يبدأ في إحداث ضوضاء. بمجرد مقارنة درجة حرارة السائل في الطبقات العلوية والسفلية، تبدأ الفقاعات في الارتفاع إلى السطح وتنفجر - يحدث الغليان. وهذا ممكن فقط عندما يصبح الضغط داخل الفقاعات هو نفس ضغط السائل نفسه.
وكما ذكرنا من قبل، فإن كل سائل له نظام درجة الحرارة الخاص به الذي تبدأ عنده عملية الغليان. علاوة على ذلك، خلال العملية برمتها، تظل درجة حرارة المادة دون تغيير، ويتم إنفاق كل الطاقة المنبعثة على التبخر. لهذا السبب تحترق أوعية ربات البيوت المهملات - تغلي جميع محتوياتها وتبدأ الحاوية نفسها في التسخين.
نقطة الغليان صحيحة الاعتماد النسبيمن الضغط الذي يمارس على السائل بأكمله، وبشكل أكثر دقة، على سطحه. في دورة المدرسةتنص الفيزياء على أن الماء يبدأ بالغليان عند درجة حرارة مائة درجة مئوية. لكن قليل من الناس يتذكرون ذلك هذا البيانصحيح فقط في ظل ظروف الضغط العادية. تعتبر القيمة القياسية مائة وواحد كيلوباسكال. إذا قمت بزيادة الضغط، فسوف يغلي السائل عند درجة حرارة مختلفة.
هذا خاصية فيزيائيةتستخدم من قبل الشركات المصنعة للأجهزة المنزلية الحديثة. على سبيل المثال سيكون طنجرة الضغط. تعرف جميع ربات البيوت أنه في مثل هذه الأجهزة يتم طهي الطعام بشكل أسرع بكثير من المقالي العادية. ما علاقة هذا؟ مع الضغط الذي يتم توليده في طنجرة الضغط. إنه ضعف القاعدة. ولذلك، يغلي الماء عند درجة حرارة مائة وعشرين درجة مئوية تقريبًا.
إذا كنت قد ذهبت إلى الجبال من قبل، فقد لاحظت ذلك عملية عكسية. على ارتفاع، يبدأ الماء في الغليان عند تسعين درجة، مما يعقد عملية الطهي بشكل كبير. ونحن ندرك جيدا هذه الصعوبات السكان المحليينوالمتسلقون الذين يقضون كل أوقات فراغهم في الجبال.
المزيد عن الغليان
لقد سمع الكثيرون عبارة "نقطة الغليان" وربما تفاجأوا لأننا لم نذكرها في المقال. في الواقع، لقد وصفناها بالفعل. لا تتعجل في إعادة قراءة النص. والحقيقة هي أنه في الفيزياء تعتبر نقطة ودرجة حرارة عملية الغليان متطابقة.
في العالم العلميولا يتم الفصل في هذا المصطلح إلا في حالة خلط مواد سائلة مختلفة. في مثل هذه الحالة، يتم تحديد نقطة الغليان، وهي الأصغر بين جميع النقاط الممكنة. هي التي تضع القاعدة للجميع عناصرمخاليط.
الماء: حقائق مثيرة للاهتمام حول العمليات الفيزيائية
في التجارب المعمليةيأخذ الفيزيائيون دائمًا سائلًا خاليًا من الشوائب ويخلقون ظروفًا خارجية مثالية تمامًا. ولكن في الحياة، كل شيء يحدث بشكل مختلف قليلاً، لأننا غالباً ما نضيف الملح إلى الماء أو نضيف إليه توابل مختلفة. ماذا ستكون نقطة الغليان في هذه الحالة؟
المياه المالحة تتطلب المزيد درجة حرارة عاليةللغليان من الطازج. هذا بسبب شوائب الصوديوم والكلور. تتصادم جزيئاتها مع بعضها البعض، وتتطلب درجة حرارة أعلى بكثير لتسخينها. هناك صيغة معينة تسمح لك بحساب درجة غليان الماء المالح. مع العلم أن ستين جراماً من الملح لكل لتر من الماء يزيد من درجة الغليان بمقدار عشر درجات.
هل يمكن أن يغلي الماء في الفراغ؟ لقد أثبت العلماء أنه قادر على ذلك. لكن نقطة الغليان في هذه الحالة يجب أن تصل إلى ثلاثمائة درجة مئوية. ففي نهاية المطاف، يبلغ الضغط في الفراغ أربعة كيلوباسكال فقط.
نحن جميعًا نغلي الماء في غلاية، لذلك نحن على دراية بظاهرة غير سارة مثل "المقياس". ما هو ولماذا يتم تشكيله؟ في الواقع، كل شيء بسيط: المياه العذبة موجودة درجات متفاوتهالاستعلاء. يتم تحديده من خلال كمية الشوائب الموجودة في السائل والتي تحتوي عليها غالبًا أملاح مختلفة. أثناء عملية الغليان تتحول إلى رواسب و كميات كبيرةتتحول إلى حثالة.
هل يمكن أن يغلي الكحول؟
يستخدم غليان الكحول في عملية تخمير لغو ويسمى بالتقطير. تعتمد هذه العملية بشكل مباشر على كمية الماء الموجودة في محلول الكحول. إذا أخذنا كأساس نقيا الإيثانولفتكون درجة غليانه قريبة من ثمانية وسبعين درجة مئوية.
إذا أضفت الماء إلى الكحول، تزيد درجة غليان السائل. اعتمادًا على تركيز المحلول، سوف يغلي في نطاق من ثمانية وسبعين درجة إلى مائة درجة مئوية. وبطبيعة الحال، أثناء عملية الغليان، سيتحول الكحول إلى بخار في فترة زمنية أقصر من الماء.
يتبخر السائل من سطح مفتوح عند أي درجة حرارة، ويحدث التبخر عند السطح البيني بين السائل والبخار.
يغلي السائل عند درجة حرارة معينة، يحدده الضغط في الطور الغازي، مع التبخر
يحدث في كامل حجم السائل. عند الغليان، يغلي سمك الوسط بأكمله.
على الرغم من الاختلافات الخارجية، فإن الآلية الجزيئية لتحولات الطور أثناء التبخر الهادئ والغليان العنيف هي نفسها - في كلتا الحالتين، تهرب بعض الجزيئات من حجم السائل إلى الحجم الذي يشغله البخار.
لكي يغلي السائل، هناك شرطان ضروريان: 1) وجود فقاعات بخار غازية فيه، 2) ارتفاع درجة الحرارة إلى حد معين (نقطة الغليان) وانتقال الحرارة إلى السائل عند درجة الحرارة هذه . إذا كان السائل خاليًا تمامًا من الفقاعات (نواة الطور الغازي)، فلا يمكن أن يحدث الغليان في مثل هذه البيئة المثالية. في الواقع، الغليان هو تبخر في حجم السائل، ولكي يحدث ذلك، هناك حاجة إلى تجاويف (فقاعات) حيث يمكن أن تتراكم الأبخرة. لا يمكن أن يحدث الغليان إلا في حالة وجود فقاعات في السائل (عادةً على جدران الوعاء). قد تكون الفقاعات في البداية صغيرة جدًا وغير مرئية للعين، لكنها ضرورية بشكل أساسي للغليان.
وإلى أن يحدث الغليان، يكون نظام الفقاعات السائلة في حالة توازن ميكانيكي. دعونا نفكر في الشروط التوازن الميكانيكيفقاعات "تجلس" على الجدران أو أسفل الوعاء. هناك اثنان منهم: 1) لا ينبغي أن تطفو الفقاعة (التوازن في الارتفاع)، 2) لا ينبغي سحق الفقاعة (التوازن في الحجم). الشرط الأول يتطلب أن تكون قوة أرخميدس المؤثرة على الفقاعة (كثافة السائل، V - حجم الفقاعة) أقل من أقصى قوة التصاق ممكنة بين الفقاعة وجدار الوعاء: أو
أين هي قيمة الحجم التي تنفصل عندها الفقاعة وتطفو للأعلى.
لا يتم سحق الفقاعة إذا كان الضغط على جدران الفقاعة من الخارج متوازنا مع الضغط من الداخل. يتكون الضغط على الفقاعة من الهيدروستاتيكي الجوي (الشكل 8.15، أ) والضغط الشعري من الداخل هو نتيجة لضغط البخار المشبع للسائل ويتم تحديد ضغط الهواء بالتوازن
ومع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد ضغط البخار المشبع في الفقاعة، مما يؤدي إلى تمدد الفقاعة وبالتالي انخفاض ضغط الهواء فيها، بينما يتحقق الشرطان (81.1) و (81.2) حتى درجة حرارة معينة . في الواقع، عند درجة حرارة معينة، سيزداد حجم الفقاعة كثيرًا بحيث ينتهك التوازن في الارتفاع وسوف تطفو الفقاعة، تاركة وراءها جنين فقاعة جديدة (الشكل 8.15، ب). عندما يتم فصل الفقاعات بشكل متكرر من نفس الأماكن، فلن يكون هناك أي هواء فيها. عندما تطفو الفقاعات على السطح، يصبح نصف قطرها كبيرًا بدرجة كافية بحيث يمكن إهمال الضغط الشعري. الشرط (81.2) للسائل المغلي يتحدد بالمساواة
وبالتالي، عندما يغلي السائل، فإن ضغط البخار المشبع يساوي الضغط الخارجي. إذا غلي السائل عند ضغط خارجي ثابت، فإن درجة حرارته تبقى دون تغيير. يتم استخدام الحرارة الموردة للسائل أثناء عملية الغليان بالكامل للتبخير.
من الممكن تحقيق حالة الغليان (81.3) ليس فقط عن طريق تسخين السائل، ولكن أيضًا عن طريق خفض الضغط عند درجة حرارة ثابتة. إذا قمت بضخ الهواء من دورق به ماء (مثل هذا العرض يمكن القيام به بسهولة)، فقد يؤدي ذلك إلى الغليان. من الواضح أن درجة حرارة السائل المغلي ستنخفض وقد تصبح أقل من درجة حرارة الغرفة.
تسمى نقطة غليان السائل عند الضغط العادي (atm) بنقطة الغليان العادية. تلك السوائل ذات درجات الحرارة الحرجة الأعلى لها نقطة غليان أعلى.
يؤدي الغليان إلى انخفاض عدد الفقاعات في حجم السائل. يمكنك أيضًا تقليل عدد الفقاعات عن طريق رج السائل لفترة طويلة أو عن طريق معالجته بضغط يصل إلى 400 ضغط جوي. في الحالة الأولى، تنفصل الفقاعات عن الجدران وأسفل الوعاء وتطفو على السطح، وفي الحالة الثانية، تذوب محتويات الفقاعات في السائل (يتم سحق الفقاعات). يمكن أن يصبح السائل المعالج بهذه الطريقة محموما بشكل كبير مقارنة بنقطة الغليان الطبيعية. على وجه الخصوص، عندما الضغط الجويكان من الممكن تسخين المياه المعالجة خصيصًا إلى 170 درجة مئوية (عند نقطة غليان عادية تبلغ 100 درجة مئوية)، ولم يغلي الماء.
قيل أعلاه أن وجود فقاعات البخار والغاز - شرط ضروريالسوائل المغلية. وهذا لا يصح إلا بعيدا عن نقطة حرجةعندما تختلف كثافة السائل والبخار بشكل كبير. ولكن مع زيادة درجة الحرارة والضغط، يقل الفرق في كثافتي السائل والبخار، في السائل بسبب الحركة الحراريةفي الجزيئات، سيتكثف ما يسمى بتقلبات الكثافة - وهي ضغطات وتخلخلات محلية تنشأ وتختفي في نقاط مختلفةبيئة.
من الواضح أن التقلبات المرتبطة بانخفاض الكثافة ستكون بمثابة مراكز لتكوين فقاعات مملوءة بالبخار.
يغلي السائل شديد السخونة بعنف شديد، وغالبًا ما يحدث انفجار تبريد سريعإلى درجة الغليان الطبيعية عند ضغط معين . يعد ارتفاع درجة حرارة السائل خطيرًا إلى حد ما، خاصة في تركيبات الغلايات، لذلك يتم اتخاذ تدابير خاصة لمنع ارتفاع درجة الحرارة: يتم وضع أجسام مسامية في السائل، والتي تطلق الهواء عند تسخينها (الخزف غير المحترق، والأنابيب الشعرية، وما إلى ذلك).
غليان السوائل
عند درجة حرارة منخفضة بما فيه الكفاية، يحدث تبخر السائل من سطحه الحر وهو هادئ. عند الوصول إلى درجة حرارة معينة، ودعا نقطة الغليانيبدأ التبخر ليس فقط من السطح الحر، ولكن أيضًا في حجم السائل. وتظهر بداخله فقاعات بخارية، ويزداد حجمها، وترتفع إلى السطح. يصبح التبخير عنيفًا ويسمى الغليان.آلية الغليان هي على النحو التالي.
توجد دائمًا فقاعات هواء صغيرة في السائل، والتي، مثل الجسيمات البراونية، تؤدي حركات بطيئة وعشوائية في حجم السائل. داخل الفقاعات، جنبا إلى جنب مع الهواء، هناك أيضا بخار مشبع السائل المحيط. وشرط استقرار حجم الفقاعة هو تساوي الضغوط الداخلية والخارجية على سطحها. الضغط الخارجي يساوي مجموع الضغط الجوي و الضغط الهيدروليكيعلى العمق الذي تقع فيه الفقاعة. الضغط الداخلي يساوي مجموع الضغوط الجزئية للهواء والبخار داخل الفقاعة. هكذا،
.
بالنسبة للأعماق الضحلة التي يكون فيها الضغط الهيدروستاتيكي صغيراً مقارنة بالضغط الجوي يمكننا أن نضع، وستكون المساواة الأخيرة على الشكل التالي:
إذا قمت بزيادة درجة الحرارة قليلا، فإن ضغط البخار المشبع في الفقاعة سيزداد ويزداد حجم الفقاعة، وينخفض ضغط الهواء داخلها، بحيث يبقى المجموع دون تغيير وتكون حالة التوازن (13.19) راضٍ عند درجة حرارة متزايدة لفقاعة ذات حجم متزايد. ومع ذلك، إذا زادت درجة الحرارة لدرجة أن ضغط البخار المشبع في الفقاعة يصبح مساوياً للضغط الجوي،
عندها لن تستمر المساواة (13.19). سيزداد حجم الفقاعة وكتلة البخار الموجودة فيها، وسوف تندفع الفقاعة تحت تأثير قوة الطفو (الأرخميدية) إلى سطح السائل، وسيبدأ السائل في الغليان. إذن، المساواة (13.20) هي شرط غليان السائل في وعاء على عمق ضحل: غليان السائل على عمق ضحل يحدث عند درجة حرارة ينخفض فيها الضغط الأبخرة المشبعةفيصبح هذا السائل مساويا للضغط الجوي. وبالتالي فإن درجة الغليان تعتمد على الضغط الجوي.
مثال 13.4.الماء عند الضغط الجوي الطبيعي يغلي عند درجة حرارة. ولذلك فإن ضغط البخار المشبع للماء عند درجة الحرارة هذه يساوي الضغط الجوي العادي.
مثال 13.5.عند درجة الحرارة، يكون حجم الفقاعة الموجودة في الماء على عمق ضحل يساوي . أصبحت درجة حرارة الماء متساوية. كم سيكون حجم الفقاعة عند درجة الحرارة؟ الضغط الجوي طبيعي. ضغط البخار المشبع للماء عند درجة الحرارة هو 
وعند درجة الحرارة تساوي .
دعونا نشير إلى كتلة الهواء في الفقاعة. لدينا:
,
أين - الكتلة الموليةالهواء هو ضغط الهواء في فقاعة الحجم عند درجة الحرارة. وفقًا لشرط توازن حجم الفقاعة (13.19)، يجب علينا ضبط . نحن نحصل:
وبتطبيق المساواة الأخيرة عند درجتي حرارة مختلفتين نحصل على:
من المساواة الأخيرة نجد:
.
مثال 13.6.فكر في محلول مادة غير متطايرة في بعض المذيبات. وبتطبيق قانون راؤول (13.3) نحصل على ضغط البخار المشبع فوق المحلول:
.
ونظراً لعدم تطاير المادة لدينا، وستكون المساواة الأخيرة على الشكل التالي:
.
لذلك يكون ضغط البخار المشبع فوق المحلول أقل منه فوق المذيب النقي (عند نفس درجة الحرارة). ويترتب على ذلك أنه يجب تسخين المحلول إلى درجة حرارة أعلى من المذيب النقي حتى يتساوى ضغط البخار المشبع مع الضغط الجوي ويبدأ الغليان. وبالتالي، فإن درجة غليان المحلول المعني أعلى من درجة غليان المذيب النقي.
المشكلة 13.5.أوجد درجة غليان الماء في الجبال على ارتفاعات فوق مستوى سطح البحر. يعتبر الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر طبيعيا. من المفترض أن تكون درجة حرارة الغلاف الجوي مساوية لـ .
إجابة: 
أين هي درجة غليان الماء عند الضغط الجوي الطبيعي، 
- الكتلة المولية للهواء - الحرارة المولية الكامنة لتبخر الماء عند درجات حرارة قريبة من.
ملحوظة.للعثور على الضغط الجوي عند مستوى ما، استخدم الصيغة البارومترية. للعثور على ضغط البخار المشبع عند درجة الحرارة، استخدم الصيغة (13.17). استخدم حالة الغليان (13.20).
13.7. التحولات "السائلة - صلب»
عندما يكفي درجات الحرارة المنخفضةجميع السوائل، باستثناء الهيليوم السائل، تتحول إلى حالة صلبة.
دعونا نفكر في تحول السائل ذو المكون الواحد، أي الذي يتكون من ذرات من نوع واحد، إلى مادة صلبة. هذه العملية تسمى بلورة. التبلور هو انتقال نظام الذرات إلى حالة تحتوي على المزيد درجة عاليةالنظام ويحدث عند درجة حرارة معينة تسمى نقطة الانصهار(تصلب). عند درجة الحرارة هذه الطاقة الحركيةتصبح الحركة الحرارية للذرات صغيرة بما فيه الكفاية ويمكن لقوى التفاعل بين الذرات أن تثبت الذرات في مواقع معينة - عقد الشبكة البلورية.
تسمى عملية تحويل المادة الصلبة إلى سائل ذوبانوهي عملية التبلور العكسية. تحدث هذه العملية عند نفس درجة حرارة الذوبان.
إذا تم إمداد مادة صلبة بالحرارة بشكل مستمر، فإن درجة حرارتها ستتغير بمرور الوقت كما هو موضح في الشكل. 13.4 أ. يتوافق القسم مع تسخين مادة صلبة؛ ويتوافق القسم مع حالة المادة ذات المرحلتين، حيث تكون المرحلتان الصلبة والسائلة لهذه المادة في حالة توازن. وبالتالي فإن المنطقة تتوافق مع ذوبان مادة صلبة. عند نقطة ما، تصبح المادة بأكملها سائلة ويصاحب المزيد من الإمداد الحراري زيادة في درجة حرارة السائل.
الحرارة التي يتم توفيرها للنظام "الصلب والسائل" في مرحلة الذوبان لا تؤدي إلى تغير في درجة حرارة النظام وتستخدم لتدمير الروابط بين الذرات. وهذا ما يسمى الحرارة الحرارة الكامنة للانصهار.
إذا أطلق سائل حرارة فإن درجة حرارته تعتمد على الزمن كما هو موضح في الشكل. 13.4 ب. تتوافق المرحلة مع تبريد السائل، ومرحلة تبلوره (حالات النظام ثنائية الطور)، ومرحلة تبريد المادة الصلبة. تسمى الحرارة التي يطلقها النظام في مرحلة التبلور الحرارة الكامنة للتبلور. وهي تساوي الحرارة الكامنة للانصهار.
اعتماد درجة حرارة النظام على الوقت المحدد، كما هو موضح في الشكل. 13.4 نموذجية خصيصًا لـ الأجسام البلورية. بالنسبة للمواد غير المتبلورة، عند تسخينها (تبريدها)، يكون الرسم البياني لدرجة الحرارة مقابل الوقت منحنى رتيبًا، والذي يتوافق مع التليين التدريجي (التصلب). مادة غير متبلورةمع زيادة (نقصان) في درجة حرارته.
يبدأ التبلور في السائل بالقرب من المركز أو مراكز التبلور.وهي عبارة عن اتحادات عشوائية من الذرات، تُضاف إليها ذرات أخرى، وتصطف في صف واحد، حتى يتحول السائل بأكمله إلى مادة صلبة. يمكن أيضًا أن تلعب الجزيئات العيانية الأجنبية دور مراكز التبلور إذا كانت موجودة في السائل.
عادة، تظهر العديد من مراكز التبلور في السائل عندما يتم تبريده. حول هذه المراكز تتشكل هياكل الذرات، والتي تتشكل في نهاية المطاف متعدد البلورات، وتتكون من العديد من البلورات الصغيرة. مخطط شرطييظهر متعدد البلورات في الشكل. 13.5.
في شروط خاصةاتضح أنه من الممكن الحصول على ("تنمو") بلورة واحدة - بلورة واحدة، تشكلت حولها مركز واحدبلورة. إذا تم توفيرها في نفس الوقت لجميع الاتجاهات نفس الظروفلربط جزيئات من السائل بالبلورة الناتجة، فسوف يتحول قطع بشكل صحيحوفقا لخصائص التماثل.
تعتمد نقطة الانصهار في الواقع على الضغط الذي تتعرض له المادة الصلبة، تحرك ممكنويظهر هذا الاعتماد بيانيا في الشكل. 13.6. يمكنك إزالة الاعتماد التجريبي، على سبيل المثال، عن طريق وضع بوتقة تحتوي على مادة منصهرة في جو غازي يمكن تغيير ضغطه. منحنى الاعتماد هو منحنى التوازن بين المرحلتين السائلة والصلبة. النقاط تحت المنحنى 
تطابق الحالة الصلبةالمواد، وفوق المنحنى - الحالة السائلة. إذا قمنا، عند درجة حرارة ثابتة، بزيادة الضغط فوق السائل من النقطة، فعند الضغط (النقطة) ستظهر مرحلة صلبة في السائل، ومع زيادة أخرى في الضغط، سوف يصلب السائل بأكمله (النقطة).
الاتصال النظرييمكن تحديد العلاقة بين الضغط ودرجة حرارة الانصهار من خلال النظر في دورة كارنو التي يتم إجراؤها بواسطة نظام "صلب - سائل" ثنائي الطور بنفس الطريقة التي تم بها إنشاء الاتصال (13.12) بين ضغط البخار المشبع فوق السائل ودرجة الحرارة. بإجراء بدائل رسمية في (13.12)، حيث الحرارة المولية الكامنة للانصهار، هي الحجم المولي للطور الصلب، هو الحجم المولي للطور السائل، نحصل على:
. (13.21)
إذا كانت المادة غير نقية، بل هي سبيكة، أي أنه يحتوي على ذرات مختلفة، ثم في الحالة العامةيمكن أن يحدث التصلب على مدى درجة حرارة معينة، وليس عند درجة حرارة معينة، كما هو الحال مع المواد النقية.
المشكلة 13.6. يذوب حمض الأسيتيك عند الضغط الجوي عند درجة حرارة. الفرق في الأحجام المحددة (أي الأحجام لكل وحدة كتلة من الحمض) للمراحل السائلة والصلبة 
. نقطة الانصهار حمض الاسيتيكيتحول عندما يتغير الضغط 
. أوجد الحرارة النوعية (أي لكل وحدة كتلة) لانصهار حمض الأسيتيك.
إجابة: 
.
ملحوظة.استخدم الصيغة (13.21). ضع في اعتبارك أن الحجم المولي يرتبط بالحجم المحدد بالعلاقة، حيث الكتلة المولية. ترتبط الحرارة المولية للانصهار بالحرارة النوعية للانصهار بالعلاقة.
الغليان- هذا هو الانتقال المكثف للسائل إلى بخار، والذي يحدث مع تكوين فقاعات بخار في جميع أنحاء حجم السائل عند درجة حرارة معينة.
أثناء الغليان، لا تتغير درجة حرارة السائل والبخار الموجود فوقه. يبقى دون تغيير حتى يغلي كل السائل. يحدث هذا لأن كل الطاقة الموردة للسائل تستخدم لتحويله إلى بخار.
تسمى درجة الحرارة التي يغلي عندها السائل نقطة الغليان.
تعتمد نقطة الغليان على الضغط الواقع على السطح الحر للسائل. ويفسر ذلك اعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة. وتنمو فقاعة البخار حتى يتجاوز ضغط البخار المشبع بداخلها الضغط في السائل قليلًا، وهو مجموع الضغط الخارجي والضغط الهيدروستاتيكي لعمود السائل.
الاكثر ضغط خارجي، الاكثر درجة حرارة الغليان.
يعلم الجميع أن الماء يغلي عند درجة حرارة 100 درجة مئوية. لكن لا ينبغي لنا أن ننسى أن هذا ينطبق فقط عند الضغط الجوي العادي (حوالي 101 كيلو باسكال). مع زيادة الضغط، تزداد درجة غليان الماء. على سبيل المثال، في أواني الضغط، يتم طهي الطعام تحت ضغط يبلغ حوالي 200 كيلو باسكال. تصل درجة غليان الماء إلى 120 درجة مئوية. في الماء عند درجة الحرارة هذه، تتم عملية الطهي بشكل أسرع بكثير من الماء المغلي العادي. وهذا ما يفسر اسم "طنجرة الضغط".
والعكس صحيح، من خلال تقليل الضغط الخارجي، فإننا بذلك نخفض درجة الغليان. على سبيل المثال، في المناطق الجبلية (على ارتفاع 3 كم، حيث يبلغ الضغط 70 كيلو باسكال) يغلي الماء عند درجة حرارة 90 درجة مئوية. ولذلك فإن سكان هذه المناطق الذين يستخدمون مثل هذا الماء المغلي يحتاجون إلى وقت أطول بكثير لإعداد الطعام مقارنة بسكان السهول. ولكن من المستحيل عمومًا غلي بيضة دجاج في هذا الماء المغلي، على سبيل المثال، لأن البياض لا يتخثر عند درجات حرارة أقل من 100 درجة مئوية.
ولكل سائل نقطة غليان خاصة به، والتي تعتمد على ضغط البخار المشبع. كلما ارتفع ضغط البخار المشبع، انخفضت نقطة غليان السائل المقابل، لأنه في درجات الحرارة المنخفضة يصبح ضغط البخار المشبع مساوياً للضغط الجوي. على سبيل المثال، عند نقطة غليان 100 درجة مئوية، يكون ضغط البخار المشبع للماء 101325 باسكال (760 ملم زئبق)، ويكون ضغط البخار 117 باسكال فقط (0.88 ملم زئبق). يغلي الزئبق عند درجة حرارة 357 درجة مئوية تحت الضغط العادي.
حرارة التبخير.
حرارة التبخر (حرارة التبخر)- كمية الحرارة التي يجب نقلها إلى المادة (عند ضغط ثابت ودرجة حرارة ثابتة) للتحول الكامل مادة سائلةفي الحانة.
كمية الحرارة اللازمة للتبخير (أو المنبعثة أثناء التكثيف). لحساب كمية الحرارة سمطلوب لتحويل السائل من أي كتلة مأخوذة عند نقطة الغليان إلى بخار، ما تحتاجه حرارة نوعيةتبخير صالعقل إلى الكتلة م:
عندما يتكثف البخار، يتم إطلاق نفس الكمية من الحرارة.