Кипіння — перехід рідини в пару, який характеризується інтенсивним випаровуванням рідини не тільки з и вільної поверхні, а й з усього об’єму. 

Нагріватимемо воду в посудині (мал. 56, а). Через деякий час дно і стінки посудини вкриються бульбашками. Це бульбашки повітря, яке завжди буває розчиненим у воді. Під час нагрівання рідини вода випаровується вздовж поверхні бульбашки в її середину. З підвищенням температури бульбашка заповнюється не тільки повітрям, розчиненим у воді, а й водяною парою.

Випаровування і конденсація

Пароутворення та конденсація. Як ви вже знаєте, пароутворення — це процес перетворення рідини в пару. Конденсація — явище перетворення пари в рідину. Розрізняють два види пароутворення: випаровування та кипіння.

У цьому параграфі розглянемо детальніше механізми випаровування та конденсації.

Випаровування. Ми знаємо, що молекули рідини, так само як молекули твердого тіла або газу, безперервно рухаються з різними швидкостями. 

Розрахунок кількості теплоти під час плавлення/ тверднення тіл

Плавлення твердих тіл. Як було з’ясовано в попередньому параграфі, тверді тіла поділяються на кристалічні та аморфні. Найважливішою властивістю будь-якого кристалічного тіла є наявність деякої фіксованої температури плавлення, за якої воно перетворюється в рідину, не розм’якшуючись перед цим. Щоб розплавити кристалічне тверде тіло, треба спочатку нагріти його до певної температури. 

Кристалічні та аморфні тіла

Пригадаймо, що нам відомо про тверде тіло. Повторіть § 2, в якому розглядаються особливості руху та взаємодії молекул речовини у твердому агрегатному стані. Вам уже відомо, що тверде тіло характеризується такими особливостями: сталістю форми та об’єму, коливальним характером теплового руху молекул, перевагою середньої потенціальної енергії взаємного притягання молекул над їхньою кінетичною енергією. Розрізняють кристалічні (від грец. krystallos — лід) й аморфні (від грец. amorphos — той, що без форми) тверді тіла.

Рівняння теплового балансу. На практиці досить часто виникає потреба у визначенні значень фізичних величин, що характеризують теплообмінні процеси, після встановлення теплової рівноваги. Наприклад, визначити температуру суміші внаслідок змішування гарячої й холодної води або обчислити кількість теплоти, отриманої тілом під час теплообміну, або визначити температуру тіла, яку воно матиме в результаті досліду.

В усіх цих випадках треба складати рівняння відносно кількості теплота, яку втрачають та якої набувають усі тіла, що перебувають у теплообмінному процесі.

Кількість теплоти. У попередніх параграфах ми з’ясували, що теплота передається від гарячих тіл до холодних доти, доки їхні температури стануть однаковими — настане теплова рівновага. А чи можна виміряти, скільки теплоти передало тіло?

Для кількісного опису властивостей теплообміну застосовують спеціальні фізичні величини, однією з яких є кількість теплоти.

Кількість теплоти (Q , читається «кю») — це та частина внутрішньої енергії, яку дістає чи втрачає тіло під час теплообміну.

Теплове випромінювання. Існує й такий вид теплообміну, який не потребує наявності речовини.

Розгляньте малюнок 33. Тепло від Сонця долає величезну відстань у космічному безповітряному просторі, поки дістанеться поверхні Землі. І вже нагріта Земля, у свою чергу, прогріває атмосферу.

Конвекція. Ви, можливо, звернули увагу, що нагрівальні елементи в електрочайниках розміщені знизу, а вода прогрівається по всьому об’єму. Обігрівальні батареї в будинках встановлюють під вікнами біля підлоги. Як же прогрівається повітря по всій кімнаті?

Річ у тім, що під час передавання теплоти в рідинах і газах поряд із теплопровідністю відбувається ще й конвекція — теплообмінний процес, що су-"роводжується перенесенням речовини.

Види теплообміну. У попередньому параграфі ми з’ясували, що внутрішню енергію тіла можна змінити завдяки передачі теплоти від одного тіла до іншого, тобто завдяки теплообміну.

Теплообмін може здійснюватися різними способами: теплопровідністю, конвекцією та випромінюванням.

Теплопровідність. Вам, напевне, доводилось обпікатись гарячою ложкою, що міститься в чашці з чаєм або тарілці з гарячим борщем. 

Як ви вже знаєте, атоми та молекули не лише хаотично рухаються, а й взаємодіють між собою. У газах — це короткочасні зіткнення. У рідинах і твердих тілах — це постійна взаємодія. Атоми, молекули або йони у твердих тілах коливаються біля відносно сталих положень, а у випадку рідин — ще можуть і переміщуватись на невеликі відстані. Рух молекул характеризується середньою кінетичною енергією, а їхня взаємодія — середньою потенціальною енергією, що разом складають енергію, яку називають внутрішньою.