Народна Освіта » Фізика » § 12. Кипіння рідини

НАРОДНА ОСВІТА

§ 12. Кипіння рідини

Кипіння рідини

Температура кипіння

КИПІННЯ РІДИНИ. У попередньому параграфі ви дізналися, що одним зі способів пароутворення є випаровування. Пароутворення також відбувається у процесі кипіння. На відміну від випаровування, під час кипіння перетворення на пару відбувається як на поверхні, так і всередині рідини.

Розглянемо особливості перебігу процесу кипіння. Поступово під час нагрівання води на внутрішній поверхні посудини утворюються маленькі бульбашки повітря, яке завжди присутнє у воді (рис. 12.1, а).

Під час нагрівання вода випаровується вздовж поверхні бульбашки в її середину. З підвищенням температури бульбашка заповнюється не тільки повітрям, розчиненим у воді, а й водяною парою (рис. 17.1, б). Зі збільшенням кількості водяної пари всередині бульбашок їхній об’єм поступово збільшується. Відповідно, зростає і виштовхувальна сила, бульбашки відриваються від поверхні посудини та рухаються до поверхні рідини.

Якщо вода ще не прогріта і верхні її шари залишаються холодними, бульбашки стискаються, створюючи характерний шум, який ми чуємо перед початком кипіння рідини (рис. 17.1, в). Якщо продовжувати нагрівати воду, процес пароутворення відбувається інтенсивніше. Кількість пари всередині бульбашок стає більшою, відповідно підвищується і її тиск. Як наслідок, об’єм бульбашок збільшується і за певної температури рідини бульбашки спливають на поверхню та лопаються, а водяна пара, що містилася в бульбашках, виходить назовні (рис. 17.1, г).

Кипіння — процес утворення пари не тільки на поверхні рідини, а й у їі об'ємі.

ТЕМПЕРАТУРА КИПІННЯ. Температуру, за якої рідина кипить, називають температурою кипіння.

 

У процесі кипіння температура рідини не змінюється. За нормального атмосферного тиску над поверхнею рідини термометр, вміщений у воду під час її кипіння, показує одну й ту саму температуру, приблизно 100 °С. Тому на графіку залежності температури води від часу кипіння відповідає відрізок BC (рис. 12.2).

Це відбувається тому, що вся енергія, яка надається рідині, витрачається на збільшення її внутрішньої енергії та руйнування зв’язків між молекулами.

Внутрішня енергія пари завжди більша за внутрішню енергію рідини при тій самій температурі. Різні речовини мають свою температуру кипіння (табл. 12.1).

Таблиця12.1

Температура кипіння різних речовин

(за нормального атмосферного тиску)

Речовина

Температура кипіння, °С

Гелій

-269

Водень

-253

Ефір

35

Спирт

78

Вода

100

Ртуть

357

Свинець

1745

Вольфрам

5680

*На практиці та в результаті дослідів було встановлено, що температури кипіння залежать не тільки від роду речовини, а й від тиску. Чим більший зовнішній тиск над поверхнею рідини, тим вищою буде температура кипіння рідини і навпаки. Наприклад, на висоті 5 км над рівнем моря, де тиск удвічі нижчий від нормального атмосферного, температура кипіння води становить 83 °С. Тому воду можна закип’ятити, але приготувати страву буде складніше. Таким чином, при зниженні тиску зменшується температура кипіння речовини. Водночас при збільшенні тиску температура кипіння зростає.

Залежність температури кипіння від тиску широко використовують у технологічних процесах. Наприклад, зниження тиску забезпечує роз’єднання нафтопродуктів, а також використовується в цукроварінні (сироп кипить за зниженого тиску та порівняно невисокої температури, завдяки чому цукор не пригорає).

Підвищення тиску у “скороварці” за рахунок щільної кришки збільшує температуру. При цьому температура кипіння води досягає 120 °С, а процес приготування їжі прискорюється майже в 4 рази. Так само працюють автоклави, в яких консерви готуються при високих температурах, що забезпечує усунення шкідливих мікроорганізмів. У парових котлах, де тиск у 15 разів перевищує атмосферний, вода кипить за температури близько 200 °С (рис. 12.3).

Головне в цьому параграфі_

Кипіння — це процес утворення пари не тільки на поверхні рідини, а й у її об'ємі.

Температуру, за якої рідина кипить, називають температурою кипіння. У процесі кипіння температура рідини не змінюється.

Чим більший зовнішній тиск, тим вища температура кипіння.

Запитання для самоперевірки_

1.    Що називають кипінням?

2.    Що називають температурою кипіння?

3.    Поясніть, чому в процесі кипіння рідини її температура не змінюється.

4.    Від чого залежить температура кипіння рідини?

5.    Наведіть приклади використання явища кипіння рідини в техніці.

Вправа до § 12

1(п). Поясніть, чим процес кипіння рідини відрізняється від її випаровування.

2(п). Порівняйте енергію водяної пари та води за однакової температури.

3(c). Поясніть, чому під час приготування страв для прискорення кипіння посуд накривають кришкою.

4(c). Проаналізуйте графік залежності температури води від часу. Укажіть, яка ділянка відповідає процесу кипіння.

 

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Головко

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 7-08-2016, 14:27, Переглядів: 6476