1.5. Кипене и прегряване на течността.
Ако течност в съд се нагрява при постоянно външно налягане от свободната повърхност на течността. Този процес на образуване на пара се нарича изпарение. При достигане на определена температура, наречена точка на кипене, образуването на пара започва да става не само от свободната повърхност, парните мехурчета растат и се издигат на повърхността, носейки със себе си самата течност. Процесът на изпаряване става бурен. Това явление се нарича кипене.
По същество има кипене специален видизпарение. Факт е, че течността никога не е физически хомогенна. В него винаги има мехурчета въздух или други газове, но често толкова малки, че не се виждат с просто око. На повърхността на всяко мехурче непрекъснато протича изпарение на течност и кондензация на пари, докато настъпи състояние на динамично равновесие, при което тези два противоположно насочени процеса се компенсират взаимно. Способен механичен баланссумата от налягането на въздуха и парите вътре в мехура трябва да е равна на външното налягане извън мехура. Последното се състои от атмосферно налягане и хидростатично налягане околната течност. Ако нагреете течност до такава температура, че налягането наситена паранадвишава налягането извън мехура, балонът ще започне да расте поради изпаряването на течността от него вътрешна повърхности се издигат нагоре под въздействието на архимедовата повдигаща сила. Двуфазна система - течност с въздушни мехурчета - става механично нестабилна и започва процесът на кипене. Границата на нестабилност се определя от температурата, при която налягането на наситените пари става равно на сумата от атмосферното и хидростатичното налягане на въпросната височина. Това е точката на кипене.
За разлика от температурата на тройната точка, която е напълно определена стойност за всяко вещество, точката на кипене на течност зависи от външното налягане. Той се увеличава с увеличаване на външното налягане и намалява с намаляване. Така водата може да се накара да заври при стайна температура. Да се демонстрира стъклена колба с вода от чешматапоставен под капака на въздушната помпа. При изпомпване на въздух налягането върху повърхността на водата намалява и при достигане на определена степен на дразнене водата кипи. Топлината, необходима за превръщането на течността в пара, се отнема от самата течност, така че тя се охлажда. Ако изпомпвате дълго време, водата може да замръзне. За да се ускори процесът на замразяване, водата се налива в плитка чинийка, за да се увеличи свободната повърхност, от която се получава изпарението. Със същата цел под капака на въздушната помпа се поставя силен разтвор на сярна киселина, който абсорбира водните пари. След една до две минути изпомпване водата в чинийката ще замръзне.
Намаляване на точката на кипене на течност с намаляване на външното налягане може да се демонстрира без въздушна помпа. Вземете средно голяма колба с кръгло дъно, пълна наполовина с чешмяна вода. Водата в колбата се вари в продължение на 15 минути, така че получените водни пари да изместят въздуха от колбата. След това колбата се изважда, бързо се запечатва с гумена запушалка, обръща се с дъното надолу и се поставя върху пръстеновидна поставка. Ако поливате колбата отгоре студена вода, тогава част от водната пара кондензира в течност, налягането върху повърхността на водата намалява и тя кипи.
От горното следва, че кипенето е възможно само когато в течността има газови мехурчета. Ако няма такива, т.е. течността е напълно физически хомогенна, тогава изпаряване вътре в течността, т.е. варенето става невъзможно. Такава течност може да се нагрее над точката на кипене. Физически хомогенна течност, чиято температура при дадено външно налягане надвишава точката на кипене, се нарича прегрята. Можете да го кажете по различен начин. Течност, която е под налягане под своето налягане, се нарича прегрята. наситени парипри дадена температура. На изотермата на Ван дер Ваалс прегрятата течност е представена от точките на сечението LB, тъй като налягането на течността в този участък е по-ниско от налягането на изотермата на LCG, където е равно на налягането на наситените пари. Прегрятата течност е метастабилна или нестабилна. Докато няма ядра от по-стабилна парна фаза, прегрятата течност може да съществува като физически хомогенно тяло. Но при наличието на такива ядра, например мехурчета въздух, той става нестабилен и преминава в по-стабилно състояние при дадена температура - пара.
Прегрята вода може да се получи например в кварцова колба с гладки стени. Колбата се изплаква обилно първо със сярна, азотна или друга киселина, а след това с дестилирана вода. В измитата колба се налива дестилирана вода, от която чрез продължително кипене се отстранява разтвореният в нея въздух. След това водата в колбата може да се нагрее на газова горелка до температура, значително по-висока от точката на кипене, но тя няма да кипи, а само ще се изпарява интензивно от свободната повърхност. Само от време на време на дъното на колбата се образува парно мехурче, което бързо нараства, отделя се от дъното и се издига на повърхността на течността, като размерът му силно се увеличава с издигането. След това вода дълго времеостава спокоен. Ако в такава вода се въведе газообразен микроб, например чрез хвърляне на щипка чай, той ще заври бурно и температурата му бързо ще падне до точката на кипене. Това ефективен опитима характер на експлозия. За успеха на експеримента е важно стените на колбата да са гладки. Всяка грапавост и остри ръбове допринасят за образуването на газообразни ядра. От тях непрекъснато се отделят мехурчета пара и се издигат към повърхността на водата - водата кипи от дъното или стената на колбата, прегряването й е трудно и дори напълно невъзможно.
Има обаче следващ въпрос. Колкото и вода да се пречиства от разтворения в нея въздух, последният винаги остава в някакво, макар и незначително, количество под формата на малки мехурчета. Дори ако водата е напълно пречистена от разтворените в нея газове, в нея все още могат да се появят парни мехурчета с флуктуационен произход.
Около 40%), има ниска якост и твърдост (HB = 65 - I30, в зависимост от размера на зърната). Феритът, в зависимост от естеството на протичащите фазови трансформации, в структурата на желязо-въглеродните сплави може да бъде под формата на различни структурни състояния: ферит, като основа на структурата на сплавта (F); ферит, като втора (излишна) фаза, разположена по границите на перлитни колонии, под формата на...
Как в азеотропни смесиконнодата е вертикална, възелът се изражда в точка. 3. Фазови ефекти и уравнението на Ван дер Ваалс за бинарни азеотропни смеси. Фазови ефекти в бинарни азеотропни смеси. Фигури 3.1 - 3.4 показват диаграми обем - фазов състав и ентропия - фазов състав за азеотроп с минимална точка на кипене. Ако въпросният състав е равен на състава...
Si, тъй като евтектичната температура на тази система е изключително ниска в сравнение с температурите на топене на чисто злато или чист силиций(Фигура 9). Разтворимостта на златото в силиция и на силиция в златото е твърде малка, за да бъде показана на конвенционален фазова диаграмадържави. Поради ниската евтектична температура е изгодно да се монтират чипове върху златни субстрати, държачи или...
Страница 1
Кипенето на течност възниква при една и съща температура в цялата течност, когато налягането на наситените пари е равно на външното налягане.
Кипенето на течност възниква, когато еластичността на нейните пари, насищащи пространството, е равна на външното налягане.
Кипенето на течност върху нагревателна повърхност се наблюдава, когато повърхностната температура tc е по-висока от температурата на насищане tH при дадено налягане. Има режими на кипене на мехурчета и филм.
В технологията се използва и кипене на течност при стайна температура и понижено налягане. По-специално, перална машина, работеща на този принцип, е изобретена в СССР.
Течността трябва да кипи гладко. Полученият калаен йодид улеснява варенето.
Кипенето на течността, което е частен случай на изпарение, се наблюдава при температурата, при която налягането на наситените пари става равно на външното налягане. Точката на кипене на течност при нормално налягане се нарича точка на кипене на течността. За да продължи да кипи течността, тя трябва да се нагрява непрекъснато. Този разход на топлина не увеличава енергията на молекулярното движение и следователно не се отчита от термометър. Количеството топлина, което трябва да се изразходва, за да се превърне 1 g или 1 kg течност при нейната точка на кипене в пара при същата температура, се нарича специфична топлина на изпаряване.
Примери за това са кипене на течност и кондензация на пара фазови преходипърви вид. Особеностна всички фазови преходи от първи ред е, че при тези процеси налягането и температурата са едновременно постоянни, но съотношението между масите на двете фази се променя. Втората особеност на тези процеси е, че за тяхното осъществяване е необходимо да се достави или отведе от системата определено количество топлина, наречено топлина на фазов преход.
Кипенето на течност възниква, когато налягането на парите й е равно на външното налягане.
Кипенето на течност започва, когато еластичността на нейните пари стане равна на външното налягане. Ако това налягане се понижи, тогава налягането на парите, необходимо за кипене, съответно ще намалее и по-ниско налягане на парите се постига при по-ниска температура на нагряване.
Кипенето на течност възниква, когато налягането на нейните наситени пари е равно на налягането на средата. IN в такъв случайТова е налягането в апарата, в който се намира течността.
Кипящите течности често се характеризират с неправилно експлозивно движение. Как става това в съответствие с горното.
Кипенето на течности води до нарушаване на непрекъснатостта на средата, следователно стойностите на параметрите, при които се случва, определят границата на приложимост на всички заключения, основани на хипотезата за непрекъснатост.
Варенето на течности също се свързва с повърхностни явления: При кипене течността се изпарява във въздушни мехурчета, които има както в обема на самата течност, така и на границата със стените на съда. Помислете за механизма на кипене; на фиг. 2.47 е показано различни етапиразвитие на въздушни мехурчета, прикрепени към стената на съда. Тъй като течността се изпарява в тези мехурчета, налягането на парите в тях се увеличава, външното и хидростатично наляганеса преодолени и балонът започва да расте нагоре. В този случай повърхностните сили, деформиращи мехура, отделят част от него, която Архимедова силасе издига нагоре и освобождава съдържащите се пари на повърхността на течността. Останалата част от мехура продължава да играе ролята на резервоар за натрупване на пара и генератор на нови парни мехурчета.
Кипенето на течността става при постоянна температура, която зависи от налягането. При кипене се образуват парни мехурчета, които се появяват върху нагревателната повърхност. Излишъкът на средната температура на течността над температурата на парите е D / (0 2 - 2) C. Температурата на повърхността tf, измита от кипяща течност, може да надхвърли средна температуракипяща течност с няколко десетки градуса.
Кипенето е процес на преминаване на вещество от течно в газообразно състояние (изпаряване в течност). Кипенето не е изпаряване: различава се по това, което може да се случи само при определено налягане и температура.
Кипене – загряване на вода до точка на кипене.
Врящата вода е сложен процескоето се случва в четири етапа. Помислете за пример с вряща вода в отворен стъклен съд.
На първия етапКогато водата заври, на дъното на съда се появяват малки въздушни мехурчета, които се виждат и на повърхността на водата отстрани.
Тези мехурчета се образуват в резултат на разширяването на малки въздушни мехурчета, които се намират в малки пукнатини в съда.
На втория етапнаблюдава се увеличаване на обема на мехурчетата: все повече и повече въздушни мехурчета се втурват към повърхността. В мехурчетата има наситена пара.
С повишаването на температурата налягането на наситените мехурчета се увеличава, което ги кара да увеличават размера си. В резултат на това Архимедовата сила, действаща върху мехурчетата, се увеличава.
Именно благодарение на тази сила мехурчетата се стремят към повърхността на водата. Ако горен слойводата нямаше време да се затопли до 100 градуса С(и това е точката на кипене чиста водабез примеси), тогава мехурчетата потъват надолу в по-горещи слоеве, след което отново се втурват обратно към повърхността.
Поради факта, че мехурчетата непрекъснато намаляват и се увеличават по размер, вътре в съда се появяват мехурчета. звукови вълни, които създават характерния за кипене шум.
На третия етапОгромен брой мехурчета се издигат на повърхността на водата, което първоначално причинява леко помътняване на водата, която след това „побледнява“. Този процесне трае дълго и се нарича „бяло кипене“.
накрая на четвъртия етапСлед кипене водата започва да кипи интензивно, появяват се големи пукащи се мехурчета и пръски (по правило пръските означават, че водата е силно кипнала).
От водата започва да се образува водна пара, а водата издава специфични звуци.
Защо стените „цъфтят“, а прозорците „плачат“? Много често строителите са виновни за това, защото неправилно са изчислили точката на оросяване. Прочетете статията, за да разберете колко важно е това физическо явление, и как все още можете да се отървете от излишната влага в къщата?
Какви ползи може да донесе разтопената вода на тези, които искат да отслабнат? Ще научите за това; Оказва се, че можете да отслабнете без много усилия!
Температура на парата при кипене на водата ^
Парата е газообразното състояние на водата. Когато парата навлезе във въздуха, тя, подобно на другите газове, упражнява определен натиск върху него.
По време на процеса на образуване на пара температурата на парата и водата ще остане постоянна, докато цялата вода се изпари. Това явление се обяснява с факта, че цялата енергия (температура) е насочена към превръщането на водата в пара.
В този случай се образува суха наситена пара. В такава пара няма високо диспергирани частици от течната фаза. Също пара може да бъде наситен мокър и прегрят.
Наситена пара, съдържаща суспендирани силно диспергирани частици от течната фаза, които са равномерно разпределени в цялата маса на парата, се нарича мокра наситена пара.
В началото на кипенето на водата се образува точно такава пара, която след това се превръща в суха наситена пара. Пара, чиято температура е по-висока от температурата на вряща вода, или по-скоро прегрята пара, може да се получи само с помощта на специално оборудване. В този случай такава пара ще бъде близка по своите характеристики до газа.
Точка на кипене на солената вода^
Точката на кипене на солената вода надвишава точката на кипене прясна вода . Следователно солена водасварява се по-късно пресен. Солената вода съдържа Na+ и Cl- йони, които заемат определена площ между водните молекули.
В солената вода водните молекули се прикрепят към солните йони в процес, наречен хидратация. Връзката между водните молекули е значително по-слаба връзкаобразувани по време на процеса на хидратация.
Следователно, когато молекулите на прясна вода кипят, изпарението става по-бързо.
Врящата вода с разтворена сол ще изисква повече енергия, която в този случай е температура.
С повишаването на температурата молекулите в солената вода се движат по-бързо, но те са по-малко, което ги кара да се сблъскват по-рядко. В резултат на това се произвежда по-малко пара, чието налягане е по-ниско от това на прясна водна пара.
За да може налягането в солената вода да стане по-високо от атмосферното и да започне процесът на кипене, е необходима по-висока температура. При добавяне на 60 грама сол към 1 литър вода, точката на кипене ще се повиши с 10 С.
И тук са направили грешка с 3 порядъка: „Специфичната топлина на изпарение на водата е 2260 J/kg.“ Правилно kJ, т.е. 1000 пъти повече.
Какво обяснява високата точка на кипене на водата?
Какво кара водата да кипи при висока температура?
Прегрятата пара е пара с температура над 100C (добре, ако не сте в планината или вакуум, но в нормални условия), получава се чрез преминаване на пара през горещи тръби, или по-просто - от врящ разтвор на сол или основа (опасно - основата е по-силна от Na2CO3 (например поташ - K2CO3, поради което остатъците от NaOH стават безвредни за очите след ден или две, за разлика от остатъците, газирани във въздуха KOH) осапунява очите, не забравяйте да носите очила за плуване!), но такива разтвори кипят на залпове, имате нужда от тенджери за кипене и тънък слой на дъното, вода може да се добави при кипене, само то извира.
Така че от вряща солена вода можете да получите пара с температура около 110C, не по-лоша от същата от гореща 110C тръба, тази пара съдържа само вода и се нагрява, той не помни как, но има „резерв на мощност ” от 10C в сравнение с пара от чайник с прясна вода.
Може да се нарече сухо, защото... затопляйки (чрез контакт като в тръба или дори чрез излъчване, характерно не само за слънцето, но и за всяко тяло до известна (зависима от температурата) степен) обект, парата може, след като се охлади до 100C, все още да остане газ, и само по-нататъшно охлаждане под 100C ще доведе до нейната кондензация в капка вода и почти вакуум (налягането на наситената водна пара е около 20 mm Hg от 760 mm Hg (1 atm), което е 38 пъти по-ниско от атмосферното налягане, това се случва и с непрегрята, наситена пара с температура 100 С в загрят съд (чайник от чучур, който изтича пара), и не само с вода, но и с всяко кипящо вещество, например медицинският етер кипи вече при телесна температура , и може да заври в колба в дланта, от чието гърло изпаренията й ще „извират“, забележимо пречупвайки светлината, ако сега затворите колбата с втората длан и премахнете нагряването на долната длан, като я замените с престои при температура под 35C, етерът ще спре да кипи и неговата наситена пара, която изтласка целия въздух от колбата по време на кипене, ще кондензира в капка етер, създавайки вакуум, не по-силен от този, от който етерът кипи, тоест приблизително равно на налягането на наситените пари на етера при температурата на най-студената точка вътре в колбата или втори съд или маркуч, прикрепен към нея без течове със затворен далечен край, ето как устройството Kriofor е проектирана, демонстрирайки принципа на студена стена, като сладки велкро - пчели, улавящи всички молекули на парата в системата („Вакуумният алкохол“ се задвижва по този начин, без нагряване).
И при повече от 1700 по Целзий водата много добре се разлага на кислород и водород... оказва се, че е лош бум, няма нужда да се пръска върху всякакви горящи метални сикамбрикански конструкции
Нека да разгледаме втория, който всеки знае Методът на образуване на пара е кипене.Нека демонстрираме това явление експериментално. Нека вземем отворен стъклен съд с вода и го загреем, като същевременно измерим температурата му. С повишаване на температурата на водата се увеличава нейното изпарение, а в някои случаи може да се види дори мъгла. По време на охлаждането водните пари във въздуха кондензират, образувайки малки капчици (самите пари не могат да се видят).
Ако продължим да повишаваме температурата, можем да видим появата на малки мехурчета във водата. Техните размери постепенно ще се увеличават. Виждаме разтворени въздушни мехурчета, съдържащи се във водата. По време на нагряването излишният въздух се отделя от водата под формата на мехурчета. Те съдържат наситена водна пара, защото водата се изпарява вътре в тези въздушни мехурчета.
Колкото по-дълго загряваме водата, толкова по-големи и по-многобройни стават мехурчетата. Докато растат (мехурчета), силата на Архимед, силата на плаваемост, също се увеличава и след това те изплуват. Обикновено чуваме шум, който предхожда кипенето. При определена температура обемът на мехурчетата, които се приближават до повърхността на течността, рязко се увеличава. Когато излязат на повърхността, те се пукат, а наситената в тях пара излиза навън – водата завира.
Кипенето е интензивен преход на течност в пара, по време на който започва образуването на парни мехурчета в целия обем на течността при определена температура. Не забравяйте, че различни течности различни температурикипене. За разлика от процеса на изпаряване, който може да се случи при всяка температура, кипенето може да се случи само при определена температура, която е постоянна за всяка течност. Така например при готвене е необходимо котлона да се намали, след като водата заври. Можете да спестите гориво, като поддържате постоянна температура на водата.
Температурата, при която течността кипи, се нарича точка на кипене.
При кипене температурата на течността остава постоянна. Когато налягането се увеличи, температурата на кипене на течността също се повишава (и обратно). Установено е, че атмосферното налягане намалява с увеличаване на надморската височина. По този начин точката на кипене на течността също намалява с увеличаване на надморската височина.
Някои вещества, които нормални условияТе са в газообразно състояние и при достатъчно ниска температура се превръщат в течности, които кипят при много ниска температура. Да вземем за пример течен кислород, който при атмосферно налягане кипи при температура – 183° C. Веществата, които можем да видим при нормални условия в твърдо състояние, при стопяване се превръщат в течност, която кипи при много висока температура. Вземете например медта, която кипи при 2567 ° C, или желязото - при 2750 ° C. 
Възможен ли е процесът на кипене в студена вода? Ако създадете определени условия, тогава да. Нека проведем експеримент. Сварете вода и я изсипете в колбата, като я затворите с капак отгоре. Нека започнем да го охлаждаме, като налеем студена вода от чешмата. Изненадващо, през цялото време, докато го поливаме, водата вътре в колбата ще продължи да кипи. След известно време колбата ще се охлади достатъчно, за да може да се държи с голи ръце, но водата в нея ще заври, ако продължим да я обливаме със студена вода. Процесът на кипене възниква поради факта, че в колбата практически няма въздух - той е заменен с пара. Когато облеем колбата със студена вода, парата се охлажда и кондензира. Така в колбата се образува вакуум, пространство, което се разрежда. Водното налягане, както и налягането, което намалява над водата. Създават се подходящи условия за кипене (образуване на мехурчета пара във водата).
Все още имате въпроси? Не знаете как да си направите домашното?
За да получите помощ от учител -.
Първият урок е безплатен!
blog.site, при пълно или частично копиране на материал е необходима връзка към първоизточника.
Ако една течност се нагрява, тя ще кипи при определена температура. Когато течността заври, се образуват мехурчета, издигат се до върха и се пукат. Мехурчетата съдържат въздух, съдържащ водна пара. При пукането на мехурчетата излиза пара и по този начин течността се изпарява интензивно.
Различни вещества, открити в течно състояние, варят при собствената си характерна температура. Освен това тази температура зависи не само от естеството на веществото, но и от атмосферното налягане. Така водата при нормално атмосферно налягане кипи при 100 °C, а в планините, където налягането е по-ниско, водата кипи при по-ниска температура.
Когато една течност кипи, допълнителното подаване на енергия (топлина) към нея не повишава нейната температура, а просто поддържа кипенето. Тоест енергията се изразходва за поддържане на процеса на кипене, а не за повишаване на температурата на веществото. Следователно във физиката такова понятие като специфична топлинаизпаряване(L). То е равно на количеството топлина, необходимо за пълното извиране на 1 kg течност.
Ясно е, че различни веществасобствена специфична топлина на изпарение. Така че за водата е равно на 2,3 · 10 6 J/kg. За етер, който кипи при 35 °C, L = 0,4 10 6 J/kg. За живак, кипящ при 357 °C, L = 0,3 10 6 J/kg.
Какъв е процесът на кипене? Когато водата се загрее, но все още не е достигнала точката си на кипене, започват да се образуват малки мехурчета. Те обикновено се образуват на дъното на контейнера, тъй като обикновено се нагряват под дъното и там температурата е по-висока.
Мехурчетата са по-леки от заобикалящата ги вода и затова започват да се издигат към горните слоеве. Въпреки това температурата тук е дори по-ниска, отколкото на дъното. Поради това парата кондензира, мехурчетата стават по-малки и по-тежки и отново падат. Това се случва, докато цялата вода се загрее до точката на кипене. По това време се чува шум, който предхожда кипенето.
Когато се достигне точката на кипене, мехурчетата вече не потъват надолу, а изплуват на повърхността и се пукат. От тях излиза пара. По това време вече не се чува шум, а клокочене на течността, което показва, че е завряла.
Така по време на кипене, точно както при изпаряване, се получава преход на течност в пара. Въпреки това, за разлика от изпарението, което се случва само на повърхността на течността, кипенето е придружено от образуването на мехурчета, съдържащи пара в целия обем. Също така, за разлика от изпарението, което се случва при всяка температура, кипенето е възможно само при определена температура, характерна за дадена течност.
Защо по-високата Атмосферно налягане, толкова по-висока е точката на кипене на течността? Въздухът притиска водата и следователно създава налягане във водата. Когато се образуват мехурчета, парата също се притиска в тях и то по-силно от външен натиск. Колкото по-голямо е налягането отвън върху мехурчетата, толкова по-силно трябва да бъде вътрешното налягане в тях. Следователно те се образуват при по-висока температура. Това означава, че водата кипи при по-висока температура.