Apa yang berlaku apabila cecair mendidih. Mendidih

Mendidih ialah proses peralihan bahan daripada cecair kepada keadaan gas (pengejatan dalam cecair). Mendidih bukan penyejatan: ia berbeza dalam apa yang boleh berlaku hanya pada tekanan dan suhu tertentu.

Mendidih – memanaskan air hingga takat didih.

Air mendidih adalah proses yang kompleks yang berlaku dalam empat peringkat. Pertimbangkan contoh air mendidih dalam bekas kaca terbuka.

Pada peringkat pertama Apabila air mendidih, gelembung udara kecil muncul di bahagian bawah kapal, yang juga boleh dilihat pada permukaan air di sisi.

Gelembung ini terbentuk hasil daripada pengembangan gelembung udara kecil yang terdapat pada rekahan kecil di dalam bekas.

Pada peringkat kedua peningkatan dalam jumlah buih diperhatikan: semakin banyak gelembung udara bergegas ke permukaan. Terdapat wap tepu di dalam buih.

Apabila suhu meningkat, tekanan gelembung tepu meningkat, menyebabkan saiznya bertambah. Akibatnya, daya Archimedean yang bertindak ke atas buih meningkat.

Ia adalah terima kasih kepada daya ini bahawa gelembung cenderung ke permukaan air. Jika lapisan atas air belum sempat memanaskan badan sehingga 100 darjah C(dan ini adalah takat didih air bersih tanpa kekotoran), buih tenggelam ke dalam lapisan yang lebih panas, selepas itu ia bergegas kembali ke permukaan semula.

Disebabkan oleh fakta bahawa gelembung sentiasa berkurangan dan membesar dalam saiz, gelembung muncul di dalam kapal. gelombang bunyi, yang mencipta ciri bunyi semasa mendidih.

Pada peringkat ketiga Sebilangan besar buih naik ke permukaan air, yang pada mulanya menyebabkan sedikit kekeruhan air, yang kemudiannya "menjadi pucat." Proses ini tidak bertahan lama dan dipanggil "mendidih putih".

Akhirnya, pada peringkat keempat Selepas mendidih, air mula mendidih dengan kuat, gelembung pecah besar dan percikan muncul (sebagai peraturan, percikan bermakna air telah mendidih dengan kuat).

Wap air mula terbentuk daripada air, dan air itu mengeluarkan bunyi tertentu.

Mengapa dinding "mekar" dan tingkap "menangis"? Selalunya, pembina dipersalahkan untuk ini kerana mereka salah mengira takat embun. Baca artikel untuk mengetahui betapa pentingnya ini fenomena fizikal, dan bagaimana anda masih boleh menghilangkan kelembapan berlebihan di dalam rumah?

Apakah faedah yang boleh dibawa oleh air cair kepada mereka yang ingin menurunkan berat badan? Anda akan belajar tentang ini, ternyata anda boleh menurunkan berat badan tanpa usaha khas!

Suhu wap apabila air mendidih ^

Stim ialah keadaan gas air. Apabila wap memasuki udara, ia, seperti gas lain, memberikan tekanan tertentu ke atasnya.

Semasa proses pembentukan wap, suhu wap dan air akan kekal malar sehingga semua air tersejat.

Fenomena ini dijelaskan oleh fakta bahawa semua tenaga (suhu) diarahkan ke arah menukar air menjadi wap. DALAM dalam kes ini wap tepu kering terbentuk. Tiada zarah tersebar tinggi fasa cecair dalam wap tersebut. Juga wap boleh.

tepu basah dan terlalu panas Wap tepu yang mengandungi zarah terampai terampai bagi fasa cecair , yang diagihkan sama rata ke seluruh jisim stim, dipanggil.

wap tepu basah Pada permulaan air mendidih, hanya wap sedemikian terbentuk, yang kemudiannya bertukar menjadi wap tepu kering. Stim, yang suhunya lebih tinggi daripada suhu air mendidih, atau lebih tepatnya wap panas lampau, hanya boleh diperoleh menggunakan peralatan khas..

Dalam kes ini, stim sedemikian akan mempunyai ciri-ciri yang hampir dengan gas

Takat didih air masin^ Takat didih air masin lebih tinggi daripada takat didih air tawar . Akibatnya air masin mendidih kemudian segar

. Air garam mengandungi ion Na+ dan Cl-, yang menempati kawasan tertentu antara molekul air. Dalam air masin, molekul air melekat pada ion garam dalam proses yang dipanggil penghidratan. Hubungan antara molekul air adalah ketara sambungan yang lebih lemah

terbentuk semasa proses penghidratan.

Oleh itu, apabila molekul air tawar mendidih, pengewapan berlaku lebih cepat.

Air mendidih dengan garam terlarut akan memerlukan lebih banyak tenaga, yang dalam kes ini adalah suhu.

Apabila suhu meningkat, molekul-molekul dalam air masin bergerak lebih cepat, tetapi jumlahnya lebih sedikit, menyebabkan molekul-molekul tersebut kurang kerap berlanggar. Akibatnya, kurang wap dihasilkan, yang tekanannya lebih rendah daripada wap air tawar. Agar tekanan dalam air masin menjadi lebih tinggi daripada tekanan atmosfera dan proses pendidihan bermula, suhu yang lebih tinggi diperlukan.

  • Apabila menambah 60 gram garam ke dalam 1 liter air, takat didih akan meningkat sebanyak 10 C.

    Oleg

  • Dan di sini mereka membuat kesilapan dengan 3 pesanan magnitud: "Haba tentu penyejatan air ialah 2260 J/kg." kJ betul, i.e. 1000 kali ganda lebih.

    Nastya
    Apakah yang menyebabkan air mendidih pada suhu tinggi?

  • IamJiva

    Wap panas lampau ialah wap dengan suhu melebihi 100C (baik, jika anda tidak berada di pergunungan atau vakum, tetapi dalam keadaan biasa), ia diperoleh dengan menghantar stim melalui tiub panas, atau lebih mudah - daripada larutan garam atau alkali yang mendidih (berbahaya - alkali lebih kuat daripada Na2CO3 (contohnya potash - K2CO3 mengapa sisa NaOH menjadi tidak berbahaya kepada mata dalam sehari atau dua, tidak seperti residu berkarbonat di udara KOH) menyabunkan mata, jangan lupa memakai cermin mata renang!), tetapi penyelesaian sedemikian mendidih dalam pecah, anda memerlukan periuk mendidih dan lapisan nipis di bahagian bawah, air boleh ditambah apabila mendidih, hanya ia mendidih.
    Jadi dari air masin mendidih boleh dapat wap suhu lebih kurang 110C, tak lebih teruk dari paip panas 110C, wap ni hanya ada air dan dipanaskan, dia tak ingat macam mana, tapi ada “power reserve. ” sebanyak 10C berbanding wap daripada cerek air tawar.
    Ia boleh dipanggil kering, kerana... memanaskan (dengan menyentuh seperti dalam paip, atau pun melalui sinaran, ciri bukan sahaja matahari tetapi juga mana-mana badan pada tahap tertentu (bergantung pada suhu) sesuatu objek, wap boleh, setelah disejukkan hingga 100C, masih kekal sebagai gas, dan hanya penyejukan selanjutnya di bawah 100C akan menyebabkan pemeluwapannya menjadi setitik air, dan hampir vakum (tekanan wap tepu air kira-kira 20 mm Hg dari 760 mm Hg (1 atm), iaitu, 38 kali lebih rendah daripada tekanan atmosfera, ini juga berlaku dengan wap tepu yang tidak terlalu panas dengan suhu 100 C dalam bekas yang dipanaskan (cerek dari muncungnya wap mencurah keluar), dan bukan sahaja dengan air , dan dengan apa-apa bahan mendidih, sebagai contoh, eter perubatan mendidih sudah pada suhu badan, dan boleh mendidih dalam kelalang di tapak tangan, dari lehernya wapnya akan "air pancut" , cahaya pembiasan yang ketara, jika anda kini menutup kelalang dengan tapak tangan kedua anda dan mengeluarkan haba dari tapak tangan bawah, menggantikannya dengan dirian dengan suhu di bawah 35C, eter akan berhenti mendidih, dan wap tepunya, yang menolak semua udara dari kelalang semasa mendidih, akan terpeluwap menjadi setitik eter, mewujudkan vakum yang tidak lebih kuat daripada yang daripadanya eter mendidih, iaitu, lebih kurang sama dengan tekanan eter stim tepu pada suhu titik paling sejuk di dalamnya. kelalang, atau bekas kedua atau hos yang dilekatkan padanya tanpa kebocoran dengan hujung yang paling jauh ditutup, ini adalah cara peranti Kryofor direka, menunjukkan prinsip dinding sejuk, seperti Velcro manis - lebah, menangkap semua molekul wap dalam sistem. alkohol (“vakum”) disuling seperti ini, tanpa pemanasan)

    Dan pada suhu lebih daripada 1700 Celcius, air terurai dengan baik menjadi oksigen dan hidrogen... ternyata ledakan yang buruk, tidak perlu memercikkannya pada semua jenis struktur logam-Sicambrican yang terbakar

  • Segala sesuatu yang mengelilingi kita kehidupan seharian, boleh diwakili dalam bentuk proses fizikal dan kimia. Kami sentiasa melakukan banyak manipulasi yang dinyatakan oleh formula dan persamaan, tanpa mengetahuinya. Satu proses sedemikian ialah mendidih. Ini adalah fenomena yang benar-benar digunakan oleh semua suri rumah ketika memasak. Ia kelihatan sangat biasa bagi kami. Tetapi mari kita lihat proses pendidihan dari sudut saintifik.

    Mendidih - apa itu?

    Telah diketahui sejak fizik sekolah bahawa jirim boleh berada dalam keadaan cecair dan gas. Proses menukar cecair kepada keadaan wap adalah mendidih. Ini hanya berlaku apabila suhu tertentu dicapai atau melebihi. Mengambil bahagian dalam proses ini dan tekanan, ia mesti diambil kira. Setiap cecair mempunyai takat didih sendiri, yang mencetuskan proses pembentukan wap.

    Ini adalah perbezaan ketara antara pendidihan dan penyejatan, yang berlaku pada sebarang suhu cecair.

    Bagaimanakah pendidihan berlaku?

    Jika anda pernah memasak air dalam bekas kaca, anda telah memerhatikan pembentukan buih pada dinding bekas apabila cecair itu menjadi panas. Mereka terbentuk kerana fakta bahawa udara terkumpul di celah mikro pinggan, yang mula berkembang apabila dipanaskan. Gelembung terdiri daripada wap cecair di bawah tekanan. Pasangan ini dipanggil tepu. Apabila cecair menjadi panas, tekanan dalam gelembung udara meningkat dan saiznya bertambah. Sememangnya, mereka mula naik ke puncak.

    Tetapi, jika cecair belum mencapai takat didih, maka lapisan atas gelembung sejuk, tekanan berkurangan dan ia berakhir di bahagian bawah bekas, di mana ia panas semula dan naik. Proses ini biasa kepada setiap suri rumah; Sebaik sahaja suhu cecair di lapisan atas dan bawah dibandingkan, gelembung mula naik ke permukaan dan pecah - mendidih berlaku. Ini hanya mungkin apabila tekanan di dalam gelembung menjadi sama dengan tekanan cecair itu sendiri.

    Seperti yang telah kami nyatakan, setiap cecair mempunyai rejim suhu sendiri di mana proses mendidih bermula. Selain itu, semasa keseluruhan proses suhu bahan kekal tidak berubah, semua tenaga yang dibebaskan dibelanjakan untuk pengewapan. Itulah sebabnya periuk suri rumah yang cuai terbakar - semua kandungannya mendidih dan bekas itu sendiri mula panas.

    Takat didih betul pergantungan berkadar daripada tekanan yang dikenakan ke atas keseluruhan cecair, lebih tepat lagi, pada permukaannya. DALAM kursus sekolah Fizik menyatakan bahawa air mula mendidih pada suhu seratus darjah Celsius. Tetapi hanya sedikit orang yang mengingatinya kenyataan ini benar hanya dalam keadaan tekanan biasa. Nilai standard dianggap sebagai seratus satu kilopascal. Jika anda meningkatkan tekanan, cecair akan mendidih pada suhu yang berbeza.

    ini harta fizikal digunakan oleh pengeluar peralatan rumah moden. Contohnya ialah periuk tekanan. Semua suri rumah tahu bahawa dalam peranti sedemikian makanan dimasak lebih cepat daripada dalam kuali biasa. Apakah kaitan ini? Dengan tekanan yang terhasil dalam periuk tekanan. Ia adalah dua kali ganda norma. Oleh itu, air mendidih pada kira-kira seratus dua puluh darjah Celsius.

    Jika anda pernah ke gunung, anda telah memerhati proses terbalik. Pada ketinggian, air mula mendidih pada sembilan puluh darjah, yang merumitkan proses memasak dengan ketara. Kami amat menyedari kesukaran ini penduduk tempatan dan pendaki yang menghabiskan masa lapang mereka di pergunungan.

    Sedikit lagi tentang mendidih

    Ramai orang telah mendengar ungkapan seperti "takat didih" dan mungkin terkejut kerana kami tidak menyebutnya dalam artikel. Malah, kami telah pun menerangkannya. Jangan tergesa-gesa untuk membaca semula teks. Hakikatnya ialah dalam fizik titik dan suhu proses pendidihan dianggap sama.

    Fenomena ini dijelaskan oleh fakta bahawa semua tenaga (suhu) diarahkan ke arah menukar air menjadi wap. dunia sains pengasingan dalam terminologi ini dibuat hanya dalam hal mencampurkan bahan cecair yang berbeza. Dalam keadaan sedemikian, ia adalah takat didih yang ditentukan, dan yang terkecil dari semua yang mungkin. Dia adalah orang yang menetapkan norma untuk semua orang komponen campuran.

    Air: fakta menarik tentang proses fizikal

    Fenomena ini dijelaskan oleh fakta bahawa semua tenaga (suhu) diarahkan ke arah menukar air menjadi wap. eksperimen makmal ahli fizik sentiasa mengambil cecair tanpa kekotoran dan mencipta keadaan luaran yang sangat ideal. Tetapi dalam kehidupan semuanya berlaku sedikit berbeza, kerana kita sering menambah garam ke dalam air atau menambah pelbagai perasa kepadanya. Apakah takat didih dalam kes ini?

    Air garam memerlukan lebih banyak suhu tinggi untuk mendidih daripada segar. Ini disebabkan oleh kekotoran natrium dan klorin. Molekul mereka berlanggar antara satu sama lain, dan suhu yang lebih tinggi diperlukan untuk memanaskannya. Terdapat formula tertentu yang membolehkan anda mengira takat didih air garam. Sila ambil perhatian bahawa enam puluh gram garam setiap liter air meningkatkan takat didih sebanyak sepuluh darjah.

    Bolehkah air mendidih dalam vakum? Para saintis telah membuktikan bahawa ia boleh. Tetapi takat didih dalam kes ini harus mencapai had tiga ratus darjah Celsius. Lagipun, dalam vakum tekanan hanya empat kilopascal.

    Kita semua mendidih air dalam cerek, jadi kita sudah biasa dengan fenomena yang tidak menyenangkan seperti "skala". Apakah itu dan mengapa ia terbentuk? Malah, semuanya mudah: air tawar mempunyai darjah yang berbeza-beza ketegaran. Ia ditentukan oleh jumlah kekotoran dalam cecair, selalunya ia mengandungi pelbagai garam. Semasa proses pendidihan mereka berubah menjadi sedimen dan kuantiti yang banyak bertukar menjadi sampah.

    Bolehkah alkohol mendidih?

    Pendidihan alkohol digunakan dalam proses pembuatan moonshine dan dipanggil penyulingan. Proses ini secara langsung bergantung kepada jumlah air dalam larutan alkohol. Jika kita ambil sebagai asas murni etanol, maka takat didihnya akan menghampiri tujuh puluh lapan darjah Celsius.

    Jika anda menambah air kepada alkohol, takat didih cecair meningkat. Bergantung pada kepekatan larutan, ia akan mendidih dalam julat dari tujuh puluh lapan darjah hingga seratus darjah Celsius. Sememangnya, semasa proses mendidih, alkohol akan bertukar menjadi wap dalam selang masa yang lebih singkat daripada air.

    Cecair menyejat dari permukaan terbuka pada sebarang suhu, dan penyejatan berlaku pada antara muka antara cecair dan wap.

    Cecair itu mendidih pada suhu tertentu, ditentukan oleh tekanan dalam fasa gas, dengan pengewapan

    berlaku sepanjang keseluruhan isipadu cecair; Apabila mendidih, keseluruhan ketebalan medium mendidih.

    Walaupun terdapat perbezaan luaran, mekanisme molekul perubahan fasa semasa penyejatan senyap dan pendidihan ganas adalah sama - dalam kedua-dua kes, beberapa molekul melarikan diri daripada isipadu cecair ke dalam isipadu yang diduduki oleh stim.

    Untuk cecair mendidih, dua syarat diperlukan: 1) kehadiran gelembung wap-gas di dalamnya, 2) peningkatan suhu ke had tertentu (takat didih) dan pemindahan haba kepada cecair pada suhu ini . Jika cecair benar-benar tidak mempunyai buih (nukleus fasa gas), maka pendidihan tidak boleh berlaku dalam persekitaran yang ideal. Sebenarnya, pendidihan adalah penyejatan dalam isipadu cecair, dan agar ia berlaku, rongga (gelembung) diperlukan di mana wap boleh terkumpul. Mendidih hanya boleh berlaku jika gelembung wujud dalam cecair (biasanya di dinding bekas). Gelembung mungkin pada mulanya sangat kecil dan tidak dapat dilihat oleh mata, tetapi ia pada asasnya diperlukan untuk mendidih.

    Sehingga pendidihan berlaku, sistem gelembung cecair berada dalam keseimbangan mekanikal. Mari kita pertimbangkan syarat-syaratnya keseimbangan mekanikal gelembung "duduk" di dinding atau bahagian bawah kapal. Terdapat dua daripadanya: 1) gelembung tidak boleh terapung (equilibrium in height), 2) gelembung tidak boleh dihancurkan (equilibrium in volume). Syarat pertama memerlukan daya Archimedean yang bertindak ke atas gelembung (ketumpatan cecair, V - isipadu gelembung) kurang daripada daya lekatan maksimum yang mungkin antara gelembung dan dinding kapal: atau

    di manakah nilai isipadu di mana gelembung pecah dan terapung.

    Gelembung tidak dihancurkan jika tekanan pada dinding gelembung dari luar diimbangi oleh tekanan dari dalam. Tekanan pada gelembung terdiri daripada hidrostatik atmosfera (Rajah 8.15, a) dan tekanan kapilari dari dalam adalah hasil daripada tekanan wap tepu cecair dan tekanan udara Keseimbangan dalam isipadu ditentukan oleh kesamaan

    Apabila suhu meningkat, tekanan wap tepu dalam gelembung meningkat, yang membawa kepada pengembangan gelembung dan, dengan itu, penurunan tekanan udara di dalamnya, manakala keadaan (81.1) dan (81.2) akan dipenuhi sehingga suhu tertentu . Sesungguhnya, pada suhu tertentu, isipadu gelembung akan meningkat dengan begitu banyak sehingga keseimbangan ketinggian akan terganggu dan gelembung akan terapung, meninggalkan embrio gelembung baru (Rajah 8.15, b). Apabila gelembung berulang kali dipisahkan dari tempat yang sama, hampir tidak akan ada udara di dalamnya. Apabila gelembung terapung, jejarinya menjadi cukup besar sehingga tekanan kapilari boleh diabaikan. Keadaan (81.2) untuk cecair mendidih ditentukan oleh kesamaan

    Oleh itu, apabila cecair mendidih, tekanan wap tepunya adalah sama dengan tekanan luaran. Jika cecair mendidih pada tekanan luaran yang tetap, maka suhunya kekal tidak berubah. Haba yang dibekalkan kepada cecair semasa proses pendidihan digunakan sepenuhnya untuk pengewapan.

    Ia adalah mungkin untuk memenuhi keadaan mendidih (81.3) bukan sahaja dengan memanaskan cecair, tetapi juga dengan menurunkan tekanan pada suhu malar. Jika anda mengepam udara keluar dari kelalang dengan air (demonstrasi sedemikian mudah dilakukan), ini boleh menyebabkan mendidih. Jelas sekali, suhu cecair mendidih akan berkurangan dan mungkin menjadi di bawah suhu bilik.

    Takat didih cecair pada tekanan normal (atm) dipanggil takat didih normal. Cecair yang mempunyai suhu kritikal yang lebih tinggi mempunyai takat didih yang lebih tinggi.

    Mendidih membawa kepada penurunan bilangan gelembung dalam isipadu cecair. Anda boleh mengurangkan lagi bilangan buih dengan menggoncang cecair yang berpanjangan atau dengan merawatnya dengan tekanan sehingga 400 atm. Dalam kes pertama, gelembung pecah dari dinding dan bahagian bawah kapal dan terapung ke permukaan, dalam kes kedua, kandungan gelembung larut dalam cecair (gelembung dihancurkan). Cecair yang dirawat dengan cara ini boleh menjadi terlalu panas dengan ketara berbanding takat didih biasa. Khususnya, apabila tekanan atmosfera Adalah mungkin untuk memanaskan air yang dirawat khas hingga 170° (pada takat didih normal 100°C), dan air tidak mendidih.

    Dikatakan di atas bahawa kehadiran gelembung wap-gas - syarat yang perlu cecair mendidih. Ini hanya benar dari titik kritikal apabila ketumpatan cecair dan wap sangat berbeza. Tetapi apabila suhu dan tekanan meningkat, perbezaan dalam ketumpatan cecair dan wap berkurangan, dalam cecair disebabkan oleh pergerakan haba molekul, apa yang dipanggil turun naik ketumpatan akan meningkat - pemadatan tempatan dan jarang yang timbul dan hilang dalam pelbagai mata persekitaran.

    Turun naik yang berkaitan dengan penurunan ketumpatan jelas akan berfungsi sebagai pusat pembentukan gelembung yang diisi dengan wap.

    Cecair yang dipanaskan lampau mendidih dengan sangat kuat, selalunya dengan letupan, dan penyejukan cepat ke takat didih normal pada tekanan tertentu. Terlalu panas cecair adalah pada tahap tertentu berbahaya, terutamanya dalam pemasangan dandang, oleh itu langkah khas diambil untuk mengelakkan terlalu panas: badan berliang diletakkan di dalam cecair, yang membebaskan udara apabila dipanaskan (porselin tidak berapi, tiub kapilari, dll.).

    Mendidih cecair

    Pada suhu yang cukup rendah, penyejatan cecair berlaku dari permukaan bebasnya dan tenang. Apabila mencapai suhu tertentu, dipanggil takat didih, pengewapan mula berlaku bukan sahaja dari permukaan bebas, tetapi juga dalam isipadu cecair. Gelembung wap muncul di dalamnya, bertambah besar dan naik ke permukaan. Pengewapan menjadi ganas dan dipanggil mendidih. Mekanisme mendidih adalah seperti berikut.

    Sentiasa terdapat gelembung udara kecil dalam cecair, yang, seperti zarah Brownian, melakukan pergerakan perlahan dan rawak dalam isipadu cecair. Di dalam gelembung, bersama dengan udara, terdapat juga wap tepu bendalir sekeliling. Syarat untuk kestabilan saiz gelembung adalah kesamaan tekanan dalaman dan luaran pada permukaannya. Tekanan luaran adalah sama dengan jumlah tekanan atmosfera dan tekanan hidrostatik pada kedalaman di mana gelembung itu terletak. Tekanan dalaman adalah sama dengan jumlah tekanan separa udara dan wap di dalam gelembung. Oleh itu,

    .

    Untuk kedalaman cetek, di mana tekanan hidrostatik adalah kecil berbanding dengan tekanan atmosfera, kita boleh meletakkan , dan kesamaan terakhir akan mengambil bentuk:

    Jika suhu dinaikkan sedikit, tekanan wap tepu dalam gelembung akan meningkat dan saiz gelembung akan meningkat, tekanan udara di dalamnya akan berkurangan, supaya jumlahnya akan kekal tidak berubah dan keadaan keseimbangan (13.19) akan dipenuhi. pada suhu yang meningkat untuk gelembung dengan saiz yang meningkat. Walau bagaimanapun, jika suhu meningkat sehingga tekanan wap tepu dalam gelembung menjadi sama dengan tekanan atmosfera,

    maka kesaksamaan (13.19) tidak akan berlaku lagi. Saiz gelembung dan jisim wap di dalamnya akan meningkat, dan gelembung, di bawah tindakan daya apung (Archimedean), akan tergesa-gesa ke permukaan cecair. Jadi, kesamaan (13.20) ialah keadaan untuk mendidih cecair dalam bekas pada kedalaman cetek: mendidih cecair pada kedalaman cetek berlaku pada suhu di mana tekanan wap tepu cecair ini menjadi sama dengan tekanan atmosfera. Oleh itu, takat didih bergantung kepada tekanan atmosfera.

    Contoh 13.4. Air pada tekanan atmosfera biasa mendidih pada suhu. Oleh itu, tekanan wap tepu air pada suhu ini adalah sama dengan tekanan atmosfera biasa.

    Contoh 13.5. Pada suhu, isipadu gelembung yang terletak di dalam air pada kedalaman cetek adalah sama dengan . Suhu air menjadi sama. Apakah isipadu gelembung pada suhu ?Tekanan atmosfera adalah normal. Tekanan wap tepu air pada suhu ialah , dan pada suhu ia adalah sama dengan .

    Mari kita nyatakan dengan jisim udara dalam gelembung. Kami ada:

    ,

    di mana - jisim molar udara, ialah tekanan udara dalam gelembung isipadu pada suhu. Selaras dengan keadaan keseimbangan saiz gelembung (13.19), kita harus menetapkan . Kami mendapat:

    Menggunakan kesamaan terakhir pada dua suhu berbeza dan , kita memperoleh:

    Daripada persamaan terakhir kita dapati:

    .

    Contoh 13.6. Pertimbangkan penyelesaian bahan tidak meruap dalam sesetengah pelarut. Menggunakan hukum Raoult (13.3), kita memperoleh tekanan wap tepu di atas larutan:

    .

    Disebabkan oleh ketidaktentuan bahan, kami mempunyai , dan kesamaan terakhir akan berbentuk:

    .

    Jadi, tekanan wap tepu di atas larutan adalah kurang daripada di atas pelarut tulen (pada suhu yang sama). Ia berikutan bahawa larutan mesti dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi daripada pelarut tulen supaya tekanan wap tepu sama dengan tekanan atmosfera dan didih bermula. Oleh itu, takat didih larutan yang dimaksudkan adalah lebih tinggi daripada takat didih pelarut tulen.

    Masalah 13.5. Cari takat didih air di pergunungan pada ketinggian di atas paras laut. Tekanan atmosfera di aras laut dianggap normal. Suhu atmosfera diandaikan sama dengan .

    Jawapan: , di manakah takat didih air pada tekanan atmosfera biasa, - jisim molar udara, - haba molar pendam penyejatan air pada suhu yang hampir dengan.

    Nota. Untuk mencari tekanan atmosfera pada tahap, gunakan formula barometrik. Untuk mencari tekanan wap tepu pada suhu, gunakan formula (13.17). Gunakan keadaan mendidih (13.20).

    13.7. Transformasi "cecair - padu»

    Bila cukup suhu rendah semua cecair, kecuali cecair helium, bertukar menjadi keadaan pepejal.

    Mari kita pertimbangkan perubahan cecair satu komponen, iaitu, terdiri daripada atom satu jenis, menjadi pepejal. Proses ini dipanggil penghabluran. Penghabluran ialah peralihan sistem atom kepada keadaan dengan lebih banyak darjat tinggi tertib dan berlaku pada suhu tertentu yang dipanggil takat lebur(pengerasan). Pada suhu ini tenaga kinetik gerakan terma atom menjadi cukup kecil dan daya interaksi antara atom boleh menahan atom pada kedudukan tertentu - nod kekisi kristal.

    Proses menukar pepejal kepada cecair dipanggil lebur dan merupakan proses terbalik penghabluran. Proses ini berlaku pada suhu yang sama seperti lebur.

    Jika haba dibekalkan secara berterusan kepada pepejal, suhunya akan berubah mengikut masa seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 13.4 a. Bahagian itu sepadan dengan pemanasan pepejal, bahagian itu sepadan dengan keadaan dua fasa bahan, di mana fasa pepejal dan cecair bahan ini berada dalam keseimbangan. Oleh itu, rantau ini sepadan dengan lebur pepejal. Pada satu ketika, keseluruhan bahan menjadi cecair dan bekalan haba selanjutnya disertai dengan peningkatan suhu cecair.

    Haba yang dibekalkan kepada sistem "pepejal-cecair" pada peringkat lebur tidak membawa kepada perubahan dalam suhu sistem dan digunakan untuk memusnahkan ikatan antara atom. Ini dipanggil haba haba pendam pelakuran.

    Jika cecair mengeluarkan haba, maka suhunya bergantung pada masa seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 13.4 b. Peringkat sepadan dengan penyejukan cecair, peringkat kepada penghablurannya (keadaan dua fasa sistem), dan peringkat kepada penyejukan pepejal. Haba yang dikeluarkan oleh sistem pada peringkat penghabluran dipanggil haba pendam penghabluran. Ia sama dengan haba pendam pelakuran.



    Kebergantungan suhu sistem pada masa, ditunjukkan dalam Rajah. 13.4 adalah khas khusus untuk badan kristal. Untuk bahan amorf, apabila ia dipanaskan (disejukkan), graf suhu berbanding masa ialah lengkung monoton, yang sepadan dengan pelembutan beransur-ansur (pengerasan) bahan amorf dengan peningkatan (penurunan) suhunya.

    Penghabluran bermula dalam cecair berhampiran pusat atau pusat penghabluran. Ia adalah persatuan rawak atom, yang mana atom lain kemudiannya ditambah, berbaris, sehingga seluruh cecair bertukar menjadi pepejal. Peranan pusat penghabluran juga boleh dimainkan oleh zarah makroskopik asing jika ia terdapat dalam cecair.

    Biasanya, apabila cecair menyejuk, banyak pusat penghabluran muncul. Di sekeliling pusat-pusat ini struktur atom terbentuk, yang akhirnya terbentuk polihablur, yang terdiri daripada banyak kristal kecil. Gambar rajah bersyarat polikristal ditunjukkan dalam Rajah. 13.5.

    Pada syarat khas ternyata mungkin untuk mendapatkan ("tumbuh") satu kristal - kristal tunggal, terbentuk di sekeliling pusat tunggal penghabluran. Jika pada masa yang sama ada disediakan untuk semua arah syarat yang sama untuk melekatkan zarah dari cecair ke kristal yang terhasil, maka ia akan berubah dipotong dengan betul mengikut sifat simetrinya.

    Takat lebur sebenarnya bergantung pada tekanan yang dikenakan pada pepejal, kemungkinan bergerak Pergantungan ini ditunjukkan secara grafik dalam Rajah. 13.6. Anda boleh mengeluarkan pergantungan eksperimen, sebagai contoh, dengan meletakkan mangkuk pijar dengan bahan cair dalam atmosfera gas, tekanan yang boleh diubah. Lengkung pergantungan ialah lengkung keseimbangan antara fasa cecair dan pepejal. Titik di bawah lengkung sepadan keadaan pepejal bahan, dan di atas lengkung - keadaan cair. Jika, pada suhu malar, kita meningkatkan tekanan di atas cecair dari titik , maka pada tekanan (titik) fasa pepejal akan muncul dalam cecair, dan dengan peningkatan tekanan selanjutnya, keseluruhan cecair akan menjadi pejal (titik).

    Sambungan teori antara tekanan dan takat lebur boleh diwujudkan dengan mempertimbangkan kitaran Carnot yang dilakukan oleh sistem dua fasa "pepejal - cecair" dengan cara yang sama seperti sambungan (13.12) telah diwujudkan antara tekanan wap tepu di atas cecair dan suhu. Membuat penggantian formal dalam (13.12), , , di mana ialah haba molar terpendam pelakuran, ialah isipadu molar fasa pepejal, ialah isipadu molar fasa cecair, kita perolehi:

    . (13.21)

    Jika bahan itu tidak tulen, tetapi adalah aloi, iaitu mengandungi atom yang tidak serupa, kemudian dalam kes am pemejalan boleh berlaku dalam julat suhu tertentu, dan bukan pada suhu tertentu, seperti dalam bahan tulen.

    Masalah 13.6. Asid asetik pada tekanan atmosfera cair pada suhu. Perbezaan isipadu tertentu (iaitu isipadu per unit jisim asid) bagi fasa cecair dan pepejal . Takat lebur asid asetik berubah apabila tekanan berubah . Cari haba tentu (iaitu, per unit jisim) bagi pelakuran asid asetik.

    Jawapan: .

    Nota. Gunakan formula (13.21). Ambil kira bahawa isipadu molar berkaitan dengan isipadu tentu oleh hubungan , di manakah jisim molar. Haba molar pelakuran berkaitan dengan haba tentu pelakuran oleh hubungan.

    Mendidih- ini adalah peralihan intensif cecair kepada wap, yang berlaku dengan pembentukan gelembung wap di seluruh isipadu cecair pada suhu tertentu.

    Semasa mendidih, suhu cecair dan wap di atasnya tidak berubah. Ia kekal tidak berubah sehingga semua cecair telah mendidih. Ini berlaku kerana semua tenaga yang dibekalkan kepada cecair dibelanjakan untuk mengubahnya menjadi wap.

    Suhu di mana cecair mendidih dipanggil takat didih.

    Takat didih bergantung kepada tekanan yang dikenakan pada permukaan bebas cecair. Ini dijelaskan oleh pergantungan tekanan wap tepu pada suhu. Gelembung wap berkembang sehingga tekanan wap tepu di dalamnya sedikit melebihi tekanan dalam cecair, iaitu jumlah tekanan luar dan tekanan hidrostatik lajur cecair.

    Lebih banyak tekanan luaran, semakin banyak takat didih.

    Semua orang tahu bahawa air mendidih pada suhu 100 ºC. Tetapi kita tidak boleh lupa bahawa ini hanya benar pada tekanan atmosfera biasa (kira-kira 101 kPa). Apabila tekanan meningkat, takat didih air meningkat. Sebagai contoh, dalam periuk tekanan, makanan dimasak di bawah tekanan kira-kira 200 kPa. Takat didih air mencapai 120°C. Dalam air pada suhu ini, proses memasak berlaku lebih cepat daripada air mendidih biasa. Ini menerangkan nama "periuk tekanan".

    Dan sebaliknya, dengan mengurangkan tekanan luaran, kita dengan itu menurunkan takat didih. Sebagai contoh, di kawasan pergunungan (pada ketinggian 3 km, dengan tekanan 70 kPa) air mendidih pada suhu 90 ° C. Oleh itu, penduduk kawasan ini yang menggunakan air mendidih tersebut memerlukan lebih banyak masa untuk menyediakan makanan berbanding penduduk dataran. Tetapi secara amnya mustahil untuk merebus, sebagai contoh, telur ayam dalam air mendidih ini, kerana putihnya tidak menggumpal pada suhu di bawah 100 °C.

    Setiap cecair mempunyai takat didih sendiri, yang bergantung kepada tekanan wap tepu. Semakin tinggi tekanan wap tepu, semakin rendah takat didih cecair yang sepadan, kerana pada suhu yang lebih rendah tekanan wap tepu menjadi sama dengan tekanan atmosfera. Sebagai contoh, pada takat didih 100 °C, tekanan wap tepu air ialah 101,325 Pa (760 mm Hg), dan tekanan wap hanya 117 Pa (0.88 mm Hg). Merkuri mendidih pada 357°C di bawah tekanan normal.

    Haba pengewapan.

    Haba pengewapan (haba penyejatan)- jumlah haba yang mesti disalurkan kepada bahan (pada tekanan malar dan suhu malar) untuk transformasi lengkap bahan cecair dalam par.

    Jumlah haba yang diperlukan untuk pengewapan (atau dibebaskan semasa pemeluwapan). Untuk mengira jumlah haba Q diperlukan untuk menukar sebarang jisim cecair yang diambil pada takat didih kepada wap, anda perlukan haba tentu pengewapan r minda-ke-jisim m:

    Apabila wap mengewap, jumlah haba yang sama dibebaskan.