Народна Освіта » Фізика » § 15. Кипіння.

НАРОДНА ОСВІТА

§ 15. Кипіння.

Бляшаний чайник закипів, Аж затрусився, зашипів.

І. Сварник

 

Тут ти дізнаєшся, як і чому відбувається кипіння, як розрахувати кількість теплоти, необхідної для випаровування в процесі кипіння певної кількості рідини.

 

З процесом випаровування, з яким ти познайомився, читаючи попередній параграф, пов’язане явище кипіння рідини.

Візьмемо скляну посудину, заллємо в неї деяку кількість свіжої води і поставимо на електричну плитку. Над посудиною закріпимо тепрмометр так, щоб його колбочка знаходилася у воді, і ввімкнемо живлення плитки.

Кипіння — це процес випаровування рідини в усьому її об'ємі.

 

 

Деякий час у воді жодних змін ми не помічатимемо, окрім збільшення її температури. За температури вище 90 C у воді і на стінках посудини з’являться маленькі бульбашки. Це — повітря, яке було розчинене у воді. При подальшому нагріванні води ці бульбашки почнуть збільшуватися, відриватися від стінок і спливати на поверхню, де будуть лопатися, створюючи характерний шум. Подібне явище спостерігається перед закипанням чайника. Як тільки температура води сягне 100 С, шум зникне, а вся вода почне інтенсивно перемішуватися. Це почнеться процес, який називають кипінням. При кипінні процес випаровування відбувається всередину рідини, спочатку в бульбашки повітря, а потім — в бульбашки пари.

Кипіння — це процес випаровування рідини в усьому її об'ємі.

Бульбашки, які утворюються по всьому об’єму, починають, внаслідок дії сили Архімеда, спливати на поверхню і розкриватися. Тому над її поверхнею з’являється пара і інтенсивний туман.

Процес проходить при незмінній температурі аж до повного википання рідини.

На графіку зображеному на мал. 55, показано, що при надхо-

дженні енергії від нагрівана рідина спочатку нагрівається до певної температури, яка при деякій кількості теплоти, що відповідає точці А, набуває стабільного значення і надалі не підвищується.

Підсилення процесу нагрівання не змінює температуру води, а лише прискорює процес. Тут уся енергія, яка надходить у рідину, витрачається на виконання роботи виходу молекул з рідини.

При кипінні за сталого зовнішнього тиску температура рідини залишається сталою.

Кипіти можуть усі рідини. Але для кожної з них температура кипіння буде індивідуальна. Переконатися в цьому можна при аналізі таблиці, на якій показані температури кипіння різних рідин за нормального атмосферного тиску.

Таблиця. Температура кипіння деяких рідин.

(за нормального атмосферного тиску)

Pi ли на

Рідина

Вода

Кисень

Водень

Мідь

Етер Етиловіїн

Молоко

спирт

Ртуть

Залізо

Свинець

 

Подумай

1.    Яка з показаних на діаграмі речовин має найбільшу температуру кипіння? Яка її температура кипіння?

2.    Яка з показаних на діаграмі речовин має найменшу температуру кипіння? Яка її температура кипіння?

3.    Яку з вказних речовин краще використовувати в рідкому стані?

4.    Назви значення температури кипіння для кожної речовини.

Що означають названі числа в кожному випадку?

Перебіг процесу кипіння залежить від атмосферного тиску. При більшому атмосферному тиску температура кипіння буде вищою.

При зменшенні атмосферного тиску температура кипіння зменшується. У цьому легко переконатися на досліді.

Нагріємо воду в скляній колбі до температури близько 60 С, при нормальному атмосферному тиску. У такому стані вода кипіти не буде. Розмістимо склянку під ковпаком вакуумного насоса і почнемо відкачувати повітря повітря (мал. 60).

Вода почне кипіти так, як і при атмосферному тиску, хоча її температура буде меншою за 100 С.

При зменшенні атмосферного тиску температура кипіння зменшується. Навпаки, при збільшенні тиску температура кипіння зростає.

Екскурсія в техніку.

 

Закономірності процесу кипіння використовуються в різних технічних пристроях і технологічних процесах. Так, в технології виготовлення багатьох харчових продуктів є обов’зковим процес стерилізації — нагрівання до температури, вищої за 100°С. За цієї температури більшість хвороботворних мікробів і вірусів гине. При звичайному нагріванні продукти нагріватимуться нерівномірно і можливе їх руйнування. Тому їх стерилізують у воді, яка забезпечує рівномірне нагрівання. Щоб вода не закипіла, процес проводять в автоклавах — посудинах, які мають герметичні кришки. У автоклаві при випаровуванні води створюється високий тиск, регулюючи який, можна досягти температури кипіння, вищої за характерну для води температуру кипіння 100 С.

Посудини, які можуть герметично закриватися, використовуються і в побуті для швидкого приготування їжі (мал. 58).

Усі сучасні теплові електростанції працюють на перегрітій водяній парі високого тиску. Це дозволяє суттєво підвищити ефективність перетворення теплової енергії палива в інші види енергії, зокрема, електричної. Температура «перегрітої* пари сягає 600 'C при тиску більше 20 МПа. Саме високий тиск дозволяє отримати таку високу температуру пари.

Прочитай і з’ясуй, що ти знаєш.

1.    Який процес називають кипінням?

2.    Як відбувається кипіння?

3.    Чому при кипінні температура рідини не змінюється?

4.    Чому для кожної рідини значення температури кипіння індивідуальне?

5.    Які фактори впливають на процес кипіння?

 

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Савченко

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 11-08-2016, 14:44, Переглядів: 1503