Ce este fierberea? Căldura specifică de vaporizare

Ce este fierberea este cunoscută din programa școlară. Cu toate acestea, aceste cunoștințe dispar rapid și, treptat, oamenii nu mai acordă atenție esenței fenomenelor obișnuite. Uneori este util să amintim cunoștințele teoretice.

definiție

Ce este fierberea? Acesta este un proces fizic, în timpul căruia vaporizarea intensă are loc atât pe suprafața liberă a lichidului, cât și în interiorul structurii sale. Unul dintre semnele de fierbere este formarea de bule, care constau din vapori saturați și aer.

Este demn de remarcat existența unui astfel de concept punctul de fierbere. De asemenea, viteza de formare a aburilor depinde de presiune. Trebuie să fie permanent. Ca o regulă, principala caracteristică produse chimice lichide este punctul de fierbere la presiune atmosferică normală. Cu toate acestea, factori precum intensitatea undelor sonore, ionizarea aerului pot influența acest proces.

Etapele de fierbere a apei

Aburul începe să se formeze în timpul unei astfel de proceduri ca încălzirea. Încălzirea presupune trecerea lichidului prin 4 etape:

1. Se formează bule mici pe fundul vasului, precum și pe pereții săi. Acesta este rezultatul faptului că fisurile din materialul din care este fabricat recipientul conțin aer care se extinde sub influența temperaturii înalte.
2. Bubblele încep să crească în volum, ca urmare a căderii pe suprafața apei. Dacă stratul superior al lichidului nu a atins încă punctul de fierbere, cavitățile se scufundă în jos, după care încep să se încline din nou în sus. Acest proces duce la formarea de unde sonore. De aceea, în timpul fierbei de apă, putem auzi zgomotul.
3. Cel mai mare număr de bule ajung la suprafață, ceea ce creează impresia de turbiditate a apei. După aceea, lichidul devine palid. Având în vedere efectul vizual, această etapă de fierbere se numește "cheie albă".
4. Există turbulențe intense, care este însoțită de formarea de bule mari, care se sparg repede. Acest proces este însoțit de apariția stropilor, precum și formarea intensă a aburului.

Căldura specifică de vaporizare

Practic, în fiecare zi întâlnim fenomene de fierbere. Căldura specifică de vaporizare este o cantitate fizică care determină cantitatea de căldură. Cu ajutorul său, substanța lichidă poate fi transformată în abur. Pentru a calcula acest parametru, este necesar să se împartă valoarea de căldură a evaporării cu masa.

Cum este măsurarea

Indicatorul specific caldura educatiei se măsoară în laborator prin efectuarea de experimente adecvate. Acestea includ următoarele:

• se măsoară cantitatea necesară de lichid, care este apoi turnată în calorimetru;
• măsurarea inițială a temperaturii apei;
• pe arzător este instalat un balon cu substanța care trebuie pusă în avans;
• Vaporii emise de substanța de testat sunt introduși în calorimetru;
• măsurarea temperaturii apei repetate;
• Calorimetrul este cântărit, ceea ce face posibilă calcularea masei vaporilor condensați.

Modul de fierbere în buble

Înțelegând problema fierbei, merită remarcat faptul că aceasta are mai multe moduri. Astfel, atunci când este încălzit, vaporii se pot forma sub formă de bule. Acestea cresc și izbucnesc periodic. Un astfel de regim de fierbere se numește bule. De obicei, cavitățile umplute cu abur se formează doar la pereții vasului. Acest lucru se datorează faptului că acestea sunt de obicei supraîncălzite. Aceasta este o condiție necesară pentru fierbere, deoarece în caz contrar bulele se vor prăbuși, fără a ajunge la dimensiuni mari.

Mod de fierbere a filmului

Ce este fierberea? Cel mai simplu mod de a explica acest proces este vaporizarea la o anumită temperatură și o presiune constantă. Pe lângă regimul cu bule, filmul este, de asemenea, izolat. Esența sa este că, atunci când crește fluxul de căldură, bulele individuale se unesc, formând un strat de vapori pe pereții vasului. Când ajung la un nivel critic, ele se sparg până la suprafața apei. Acest mod de fierbere este diferit prin faptul că gradul de transfer de căldură de la pereții vasului la lichidul însuși este semnificativ redus. Motivul pentru acest lucru este același film de aburi.

Punct de fierbere

Trebuie remarcat faptul că există o dependență a punctului de fierbere de presiunea care apare pe suprafața lichidului încălzit. Deci, se crede că apa se fierbe când este încălzită la 100 de grade Celsius. Cu toate acestea, acest indicator poate fi considerat valabil numai dacă indicele presiunii atmosferice este considerat normal (101 kPa). Dacă crește, punctul de fierbere se modifică și în direcția creșterii. De exemplu, în cuptoarele de gătit sub presiune cunoscute, presiunea este de aproximativ 200 kPa. Astfel, punctul de fierbere crește cu 20 de puncte (până la 20 de grade).

Un exemplu de presiune atmosferică scăzută poate fi considerat zonă montană. Deci, având în vedere că este destul de mic, apa începe să fiarbă la o temperatură de aproximativ 90 de grade. Locuitorii unor astfel de zone trebuie să-și petreacă mult mai mult timp pregătindu-și alimentele. De exemplu, pentru a fierbe un ou, este necesar să se încălzească apa cu nu mai puțin de 100 de grade, altfel proteina nu va curge.

Punctul de fierbere al substanței depinde de indicele de presiune saturată a vaporilor. Influența sa asupra temperaturii este invers proporțională. De exemplu, mercurul se fierbe când este încălzit la 357 grade Celsius. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că presiunea saturată a vaporilor este de numai 114 Pa (pentru apă această cifră este de 101 325 Pa).

Se fierb în diferite condiții

În funcție de condițiile și starea lichidului, punctul de fierbere poate diferi substanțial. De exemplu, merită să adăugați sare la lichid. Ioni de clor și sodiu sunt plasați între molecule de apă. Astfel, fierberea necesită un ordin de mărime mai mare de energie și, în consecință, timpul. În plus, astfel de apă formează mult mai puțin abur.

Cazanul este folosit pentru prepararea apei fierbinți în condiții interne. Dacă se utilizează un lichid curat, atunci temperatura procesului este standard de 100 de grade. În condiții similare, apa distilată se fierbe. Cu toate acestea, va fi cheltuit un pic mai puțin timp dacă luăm în considerare absența impurităților străine.

Ceea ce distinge fierberea de evaporare

Ori de câte ori apare fierberea apei, aburul este eliberat în atmosferă. Dar aceste două procese nu pot fi identificate. Sunt doar căi de vaporizare, care se produc în anumite condiții. Prin urmare, fierberea este o tranziție de fază de prim ordin. Acest proces este mai intens decât evaporare. Asta este este cauzată de formarea focarelor cu aburi. De remarcat, de asemenea, că procesul de evaporare are loc exclusiv pe suprafața apei. Punctul de fierbere se referă la întregul volum al lichidului.

De ce depinde evaporarea?

Evaporarea este procesul de transformare a unei substanțe lichide sau solide într-o stare gazoasă. Există un "zbor" de atomi și molecule, legătura dintre care și restul particulelor este slăbit sub influența anumitor condiții. Rata de evaporare poate fi influențată de următorii factori:

• suprafața lichidului;
• temperatura substanței în sine, precum și mediul;
• viteza moleculelor;
• un fel de substanță.

Informații interesante despre fierbere

Energia de fierbere a apei este folosită pe scară largă de om în viața cotidiană. Acest proces a devenit atât de obișnuit și familiar, încât nimeni nu se gândește la natura și caracteristicile sale. Cu toate acestea, o serie de fapte interesante sunt legate de fierbere:

• Probabil că toată lumea a observat că există o gaură în capacul cazanului, dar foarte puțini oameni se gândesc la scopul său. Aceasta se face în scopul eliberării parțiale a aburului. În caz contrar, apa poate stropi prin gura.
• Durata gătitului de cartofi, ouă și alte produse alimentare nu depinde de cât de puternic este încălzitorul. Este important doar faptul cât timp au fost sub influența apei fierbinți.
• La o rată precum punctul de fierbere, nu afectează puterea dispozitivului de încălzire. Ea poate afecta numai rata de evaporare a lichidului.
• Încălzirea este asociată nu numai cu încălzirea apei. Cu acest proces, puteți face și înghețarea lichidului. Astfel, în timpul procesului de fierbere, trebuie efectuată evacuarea continuă a aerului din vas.
• Una dintre cele mai presante probleme pentru gospodine este ca laptele poate "fugi". Astfel, riscul acestui fenomen crește semnificativ în timpul deteriorării meteorologice, care este însoțit de o scădere a presiunii atmosferice.
• Cea mai fierbinte apă fierbinte este obținută în minele subterane adânci.
• Prin cercetări experimentale, oamenii de știință au reușit să stabilească faptul că pe Marte apa se fierbe la o temperatură de 45 de grade Celsius.

Pot fierbe apa la temperatura camerei?

Prin calcule simple, oamenii de știință au reușit să stabilească faptul că apa se poate fierbe la temperatura camerei la nivelul stratosferei. Condiții similare pot fi recreate folosind o pompă de vid. Cu toate acestea, experiența similară poate fi realizată în condiții mai simple și mai luminoase.

Într-un balon de litri trebuie să fierbeți 200 ml de apă și atunci când recipientul este umplut cu abur, trebuie să fie bine închis, îndepărtat de la foc. După ce se plasează deasupra cristalizatorului, este necesar să se aștepte sfârșitul procesului de fierbere. Apoi, flaconul a turnat apă rece. După aceea, vasul va începe din nou fierberea intensă. Acest lucru se datorează faptului că sub influența unei temperaturi scăzute, vaporii din partea superioară a becului sunt coborâți.