Forró. Fajlagos párolgási és kondenzációs hő. Mi a fajlagos párolgási hő és hogyan határozható meg

Ebben a leckében figyelmet szentelünk az ilyen típusú párologtatásnak, például a forralásnak, megbeszéljük a különbségeit a korábban tárgyalt párolgási folyamattól, bevezetünk egy értéket, például a forráspontot, és megbeszéljük, hogy mitől függ. Az óra végén bemutatunk egy nagyon fontos mennyiséget, amely leírja a párolgás folyamatát - a párolgási és kondenzációs fajhőt.

Téma: Aggregált halmazállapotok

Tanulság: Forralás. Fajlagos hő párolgás és kondenzáció

Az utolsó leckében már megnéztük a gőzképződés egyik fajtáját - a párolgást - és rávilágítottunk ennek a folyamatnak a tulajdonságaira. Ma megvitatjuk ezt a fajta elpárologtatást, a forralási folyamatot, és bemutatunk egy értéket, amely számszerűen jellemzi a párolgás folyamatát - a párolgási és kondenzációs fajhőt.

Meghatározás.Forró(1. ábra) egy folyadék intenzív gázhalmazállapotú átalakulásának folyamata, amelyet gőzbuborékok képződése kísér, és a folyadék teljes térfogatában egy bizonyos hőmérsékleten, amelyet forráspontnak nevezünk.

Hasonlítsuk össze egymással a kétféle párologtatást. A forralási folyamat intenzívebb, mint a párolgási folyamat. Ezen túlmenően, mint emlékszünk, a párolgási folyamat az olvadáspont feletti bármely hőmérsékleten, a forrási folyamat pedig szigorúan egy bizonyos hőmérsékleten megy végbe, amely minden anyag esetében eltérő, és forráspontnak nevezik. Azt is meg kell jegyezni, hogy a párolgás csak a szabad felület folyékony, azaz a környező gázoktól elhatároló területről, és forrásban - a teljes térfogatból egyszerre.

Nézzük meg közelebbről a forralás folyamatát. Képzeljünk el egy olyan helyzetet, amellyel sokan többször is találkoztunk - víz melegítése és forralása egy bizonyos edényben, például egy serpenyőben. A melegítés során bizonyos mennyiségű hőt adnak át a víznek, ami a belső energiájának növekedéséhez és a molekuláris mozgás aktivitásának növekedéséhez vezet. Ez a folyamat egy bizonyos szakaszig folytatódik, amíg a molekulamozgás energiája elegendő lesz a forráshoz.

A víz oldott gázokat (vagy egyéb szennyeződéseket) tartalmaz, amelyek felszabadulnak a szerkezetében, ami az úgynevezett párologtató központok kialakulásához vezet. Vagyis ezekben a központokban kezdődik a gőz felszabadulása, és buborékok képződnek a teljes víztérfogatban, amelyeket a forralás során figyelnek meg. Fontos megérteni, hogy ezek a buborékok nem levegőt, hanem gőzt tartalmaznak, amely a forralás során keletkezik. A buborékok képződése után a bennük lévő gőz mennyisége megnő, és méretük növekedni kezd. Gyakran előfordul, hogy a buborékok kezdetben az edény falai közelében képződnek, és nem emelkednek azonnal a felszínre; először méretük növekedésével Arkhimédész növekvő erejének hatása alatt állnak, majd elszakadnak a faltól és felemelkednek a felszínre, ahol felrobbannak és kiengedik a gőz egy részét.

Érdemes megjegyezni, hogy nem minden gőzbuborék éri el azonnal a víz szabad felszínét. A forrási folyamat kezdetén a víz még nem melegszik fel egyenletesen, és az alsó rétegek, amelyek közelében a hőátadási folyamat közvetlenül végbemegy, még a konvekciós folyamatot is figyelembe véve még melegebbek, mint a felsők. Ez oda vezet, hogy az alulról felszálló gőzbuborékok a felületi feszültség jelensége miatt összeomlanak, mielőtt elérnék a víz szabad felszínét. Ebben az esetben a buborékok belsejében lévő gőz átjut a vízbe, ezáltal tovább melegíti azt, és felgyorsítja a víz egyenletes melegítését a teljes térfogatban. Ennek eredményeként, amikor a víz szinte egyenletesen felmelegszik, szinte az összes gőzbuborék elkezd elérni a víz felszínét, és megkezdődik az intenzív gőzképződés folyamata.

Fontos kiemelni, hogy az a hőmérséklet, amelyen a forrási folyamat végbemegy, akkor is változatlan marad, ha a folyadék hőellátásának intenzitását növeljük. Egyszerű szavakkal, ha a forralás során gázt adunk egy égőre, amely egy serpenyőben vizet melegít, az csak a forrás intenzitásának növekedéséhez vezet, és nem a folyadék hőmérsékletének növekedéséhez. Ha komolyabban elmélyülünk a forralás folyamatában, érdemes megjegyezni, hogy a vízben megjelennek olyan területek, amelyekben a forráspont fölé túlhevülhet, de az ilyen túlmelegedés mértéke általában nem haladja meg az egy vagy néhány fokot. és a folyadék teljes térfogatában jelentéktelen. A víz forráspontja normál nyomáson 100°C.

A víz forralása során észreveheti, hogy az úgynevezett forrongás jellegzetes hangjai kísérik. Ezek a hangok pontosan a gőzbuborékok összeomlásának leírt folyamata miatt keletkeznek.

Más folyadékok forrási folyamatai ugyanúgy zajlanak, mint a víz forralása. A fő különbség ezekben a folyamatokban az anyagok eltérő forráspontjában rejlik, amelyek normál légköri nyomáson már mért táblázatos értékek. A táblázatban feltüntetjük ezeknek a hőmérsékleteknek a fő értékeit.

Érdekes tény, hogy a folyadékok forráspontja a légköri nyomás értékétől függ, ezért jeleztük, hogy a táblázatban szereplő összes érték normál légköri nyomáson van megadva. A légnyomás növekedésével a folyadék forráspontja is nő, ha csökken, ellenkezőleg, csökken.

A forráspont hőmérsékletének a nyomástól való függése környezet egy olyan jól ismert konyhai készülék működési elve alapján, mint a gyorsfőző (2. ábra). Ez egy szorosan záródó fedővel ellátott serpenyő, amely alatt a vízgőzölés során a levegő nyomása gőzzel eléri a 2 atmoszférikus nyomást, ami a benne lévő víz forráspontjának emelkedéséhez vezet. Emiatt a benne lévő víznek és ételnek lehetősége van a szokásosnál magasabb hőmérsékletre felmelegedni (), és a főzési folyamat felgyorsul. E hatás miatt kapta a készülék a nevét.

Rizs. 2. Gyorsfőző ()

A folyadék forráspontjának csökkenésével járó helyzetnek a légköri nyomás csökkenésével is van példája az életből, de sok ember számára már nem mindennapi. Ez a példa a hegymászók magas hegyvidéki régióiban való utazására vonatkozik. Kiderült, hogy a 3000-5000 m magasságban elhelyezkedő területeken a víz forráspontja a légköri nyomás csökkenése miatt alacsonyabb értékekre csökken, ami nehézségeket okoz a túrákon való ételkészítés során, mert a hatékony hőkezelés termékek ebben az esetben lényegesen több időt igényelnek, mint amikor normál körülmények között. Körülbelül 7000 méteres magasságban a víz forráspontja eléri a , ami lehetetlenné teszi sok termék főzését ilyen körülmények között.

Azon a tényen, hogy a forráspont különféle anyagok eltérnek, bizonyos anyagok elválasztási technológiái alapulnak. Például, ha figyelembe vesszük a fűtőolajat, amely egy összetett folyadék, amely sok komponensből áll, akkor a forralás során több különböző anyagra osztható. BAN BEN ebben az esetben, mivel a kerozin, a benzin, a benzin és a fűtőolaj forráspontja eltérő, különböző hőmérsékleteken párologtatással és kondenzációval elválaszthatók egymástól. Ezt a folyamatot általában frakcionálásnak nevezik (3. ábra).

Rizs. 3 Az olaj szétválasztása frakciókra ()

Mint bárki fizikai folyamat, a forrást valamilyen számértékkel kell jellemezni, ezt az értéket nevezzük fajlagos párolgási hőnek.

Ennek az értéknek a fizikai jelentésének megértéséhez vegye figyelembe a következő példát: vegyünk 1 kg vizet és forraljuk fel, majd mérjük meg, mennyi hő szükséges a víz teljes elpárologtatásához (a hőveszteségek figyelembevétele nélkül) - ez az érték egyenlő lesz a víz fajpárolgási hőjével. Egy másik anyag esetében ez a hőérték eltérő lesz, és ennek az anyagnak a fajlagos párolgási hője lesz.

A párolgási fajhő nagyon nagynak bizonyul fontos jellemzője a modern fémgyártási technológiákban. Kiderül, hogy például amikor a vas megolvad és elpárolog, és az azt követő kondenzáció és megszilárdul, kristálysejt az eredeti mintánál nagyobb szilárdságot biztosító szerkezettel.

Kijelölés: fajlagos párolgási és kondenzációs hő (néha jelöléssel).

Mértékegység: .

Az anyagok fajlagos párolgási hőjét laboratóriumi kísérletekkel határozzák meg, és az alapanyagokra vonatkozó értékeit a megfelelő táblázat tartalmazza.

Mindenki tudja, hogy a víz a vízforralóban 100°C-on forr. De észrevetted, hogy a víz hőmérséklete nem változik a forrás közben? A kérdés az, hogy hová kerül a keletkező energia, ha folyamatosan égetjük a tartályt? A folyadékot gőzzé alakítja. Így ahhoz, hogy a víz gáz halmazállapotúvá váljon, állandó hőellátásra van szükség. Hogy mennyi kell belőle egy kilogramm folyadék azonos hőmérsékletű gőzzé alakításához, azt a víz fajpárolgási hőjének nevezett fizikai mennyiség határozza meg.

A mennyiség fizikai jelentése

A forralás energiát igényel. Nagy részét az atomok és molekulák közötti kémiai kötések megszakítására használják, aminek következtében gőzbuborékok képződnek, kisebb részét pedig a gőz kitágítására, vagyis arra, hogy a keletkező buborékok szétrobbanhassanak és kiszabaduljanak. Mivel a folyadék minden energiáját arra fordítja, hogy gáz halmazállapotba kerüljön, „erejei” elfogynak. Az energia folyamatos megújulásához és a forrás meghosszabbításához egyre több hőt kell a folyadékkal ellátott tartályba juttatni. Az ellátást kazán tudja biztosítani, gázégő vagy bármilyen más fűtőberendezés. Forrás közben a folyadék hőmérséklete nem emelkedik, folyamatban van a folyamat azonos hőmérsékletű gőzképződés.

Különböző folyadékokra van szükség különböző mennyiségben melegítsük, hogy gőzzé alakuljon. Hogy melyiket, azt a párolgási fajhő mutatja.

Egy példából megértheti, hogyan határozható meg ez az érték. Vegyünk 1 liter vizet és forraljuk fel. Ezután megmérjük a teljes folyadék elpárologtatásához szükséges hőmennyiséget, és megkapjuk a víz fajpárolgási hőjének értékét. Másoknak kémiai vegyületek ez a szám más lesz.

A fizikában a párolgási fajhőt jelölik latin betű L. Joule per kilogrammban (J/kg) mérik. Ezt úgy kaphatjuk meg, hogy a párolgásra fordított hőt elosztjuk a folyadék tömegével:

Ez az érték nagyon fontos termelési folyamatok alapján modern technológiák. Például a fémek gyártásánál erre összpontosítanak. Kiderült, hogy ha a vasat megolvasztják, majd kondenzálják, további keményedés hatására erősebb kristályrács keletkezik.

Mivel egyenlő

A különböző anyagok fajhőértékét (r) laboratóriumi vizsgálatok során határoztuk meg. A normál légköri nyomású víz 100 °C-on forr, a víz párolgáshője 2258,2 kJ/kg. Ezt a mutatót néhány más anyag esetében a táblázat tartalmazza:

Ez a mutató azonban bizonyos tényezők hatására megváltozhat:

1. Hőfok. Növekedésével a párolgáshő csökken, és egyenlő lehet nullával.
   

   t, °C	r, kJ/kg
   	2500
   10	2477
   20	2453
   50	2380
   80	2308
   100	2258
   200	1940
   300	1405
   374	115
   374,15

2. Nyomás. A nyomás csökkenésével a párolgási hő növekszik, és fordítva. A forráspont egyenesen arányos a nyomással, és elérheti a 374 °C kritikus értéket.

   p, Pa	t forr., °C	r, kJ/kg
   0,0123	10	2477
   0,1234	50	2380
   1	100	2258
   2	120	2202
   5	152	2014
   10	180	1889
   20	112	1638
   50	264	1638
   100	311	1316
   200	366	585
   220	373,7	184,8
   Kritikus 221,29	374,15	-

3. Az anyag tömege. A folyamatban részt vevő hőmennyiség egyenesen arányos a képződött gőz tömegével.

A párolgás és a kondenzáció kapcsolata

A fizikusok azt találták, hogy a párolgás ellentétes folyamata - a kondenzáció - a gőz pontosan ugyanannyi energiát költ el, mint amennyit a keletkezéséhez felhasználtak. Ez a megfigyelés megerősíti az energia megmaradás törvényét.

Ellenkező esetben létre lehetne hozni egy olyan berendezést, amelyben a folyadék elpárologna, majd lecsapódna. A párolgáshoz szükséges hő és a kondenzációhoz elegendő hő közötti különbség más célokra felhasználható energia tárolását eredményezné. Lényegében egy örökmozgót hoznának létre. De ez ellentmond a fizikai törvényeknek, ami azt jelenti, hogy lehetetlen.

Hogyan mérik?

1. A víz fajpárolgási hőjét fizikai laboratóriumokban kísérletileg mérik. Erre a célra kalorimétereket használnak. Az eljárás így néz ki:
2. Egy bizonyos mennyiségű folyadékot öntünk a kaloriméterbe.

Az anyag átalakulásának jelensége folyékony halmazállapot gázneműnek nevezik párologtatás. A párologtatást két eljárással lehet végrehajtani: i.

Forró

A párologtatás második folyamata a forralás. Ez a folyamat egy egyszerű kísérlettel figyelhető meg víz melegítésével egy üveglombikban. A víz felmelegítésekor egy idő után buborékok jelennek meg benne, amelyek levegőt és telített vízgőzt tartalmaznak, amely akkor képződik, amikor a víz elpárolog a buborékok belsejében. A hőmérséklet emelkedésével a buborékok belsejében lévő nyomás nő, és a felhajtóerő hatására felfelé emelkednek. Mivel azonban a víz felső rétegeinek hőmérséklete alacsonyabb, mint az alsóké, a buborékokban lévő gőz elkezd kicsapódni, és összezsugorodnak. Amikor a víz a teljes térfogatban felmelegszik, gőzbuborékok emelkednek a felszínre, felrobbannak, és a gőz kilép. A víz forr. Ez olyan hőmérsékleten történik, amelyen a telített gőz nyomása a buborékokban megegyezik a légköri nyomással.

A teljes folyadéktérfogatban egy bizonyos hőmérsékleten végbemenő párologtatási folyamatot nevezzük. Azt a hőmérsékletet, amelyen a folyadék forr, az úgynevezett forráspont.

Ez a hőmérséklet a légköri nyomástól függ. A légköri nyomás növekedésével a forráspont növekszik.

A tapasztalatok azt mutatják, hogy a forrás során a folyadék hőmérséklete nem változik, annak ellenére, hogy az energia kívülről érkezik. A folyadéknak a forrásponton gáz halmazállapotúvá történő átalakulása a molekulák közötti távolság növekedésével és ennek megfelelően a köztük lévő vonzalom leküzdésével jár. A folyadékhoz juttatott energiát a vonzási erők leküzdésére irányuló munka elvégzésére használják fel. Ez addig történik, amíg az összes folyadék gőzzé nem változik. Mivel forrás közben a folyadék és a gőz hőmérséklete azonos, az átlag kinetikus energia A molekulák nem változnak, csak a potenciális energiájuk nő.

Az ábra a víz hőmérsékletének az idő függvényében ábrázolt grafikonját mutatja szobahőmérsékletről forráspontra (AB), forráspontra (BC), gőzmelegítésre (CD), gőzhűtésre (DE), kondenzációra (EF) és ezt követő hűtésre. (FG) .

Fajlagos párolgási hő

Különböző anyagok folyékonyból gáz halmazállapotúvá alakításához eltérő energia szükséges, ezt az energiát a fajlagos párolgási hőnek nevezett érték jellemzi.

Fajlagos párolgási hő (L) az az érték, amely egyenlő annak a hőmennyiségnek az arányával, amelyet egy 1 kg tömegű anyagnak át kell adni ahhoz, hogy az a forrásponton folyékony halmazállapotból gáz halmazállapotúvá alakuljon át.

A párolgási fajhő mértékegysége - [ L] = J/kg.

Az mn tömegű anyagnak folyékony halmazállapotúvá történő átalakulásához átadandó Q hőmennyiség kiszámításához a fajlagos párolgási hőt ( L) megszorozva az anyag tömegével: Q = Lm.

A gőz kondenzálásakor bizonyos mennyiségű hő szabadul fel, és ennek értéke megegyezik azzal a hőmennyiséggel, amelyet a folyadék azonos hőmérsékletű gőzzé alakításához el kell fordítani.

A forralás intenzív párologtatás, amely akkor következik be, amikor egy folyadékot nemcsak a felületről, hanem annak belsejéből is felmelegítenek.

A forrás a hő elnyelésével történik.
A szolgáltatott hő nagy részét az anyag részecskéi közötti kötések megszakítására fordítják, a többit a gőz expanziója során végzett munkára.
Ennek eredményeként a gőzrészecskék közötti kölcsönhatási energia nagyobb lesz, mint a folyékony részecskék között, így a gőz belső energiája nagyobb, mint az azonos hőmérsékletű folyadék belső energiája.
A forralás során a folyadék gőzzé alakításához szükséges hőmennyiség a következő képlettel számítható ki:

ahol m a folyadék tömege (kg),
L a fajlagos párolgási hő.

A fajlagos párolgási hő azt mutatja meg, hogy mennyi hő szükséges ahhoz, hogy egy adott anyag 1 kg forráspontján gőzzé alakuljon. A fajlagos párolgáshő mértékegysége az SI rendszerben:
[L] = 1 J/kg
A nyomás növekedésével a folyadék forráspontja nő, a párolgási fajhő csökken és fordítva.

Forrás közben a folyadék hőmérséklete nem változik.
A forráspont a folyadékra gyakorolt ​​nyomástól függ.
Minden azonos nyomású anyagnak saját forráspontja van.
A légköri nyomás növekedésével a forrás magasabb hőmérsékleten kezdődik, és a nyomás csökkenésével fordítva.
Például a víz csak normál légköri nyomáson forr 100 °C-on.

MI TÖRTÉNIK A FOLYADÉKBEL FORRÁSKOR?

A forralás a folyadék gőzzé alakulását jelenti a folyadékban lévő gőzbuborékok folyamatos képződésével és növekedésével, amelybe a folyadék elpárolog. A melegítés kezdetén a víz levegővel telített és szobahőmérsékletű. A víz felmelegítésekor a benne oldott gáz felszabadul az edény alján és falán, légbuborékokat képezve. Jóval a forrás előtt kezdenek megjelenni. A víz ezekbe a buborékokba párolog. A gőzzel teli buborék kellően magas hőmérsékleten duzzadni kezd.

Egy bizonyos méretet elérve elszakad a fenéktől, felemelkedik a víz felszínére és felrobban. Ebben az esetben a gőz elhagyja a folyadékot. Ha a vizet nem melegítjük fel eléggé, a hideg rétegekbe emelkedő gőzbuborék összeomlik. Az ebből eredő vízingadozások hatalmas számú kis légbuborék megjelenéséhez vezetnek a teljes víztérfogatban: az úgynevezett „fehér kulcs”.

Az edény alján lévő térfogatú légbuborékot érinti emel:
Finanszírozó = Farchimédész – Fgravitáció
A buborék az aljára van nyomva, mert alsó felület nyomóerők nem hatnak. Melegítéskor a buborék kitágul a benne lévő gáz hatására, és elszakad az aljáról, amikor az emelőerő valamivel nagyobb, mint a nyomóerő. Az, hogy mekkora a buborék az aljáról, az alakjától függ. Az alján lévő buborékok alakját az edény aljának nedvesíthetősége határozza meg.

A nedvesedés inhomogenitása és az alsó buborékok összeolvadása a méretük növekedéséhez vezetett. Nál nél nagy méretek Ahogy a buborék felemelkedik, üregek, szakadások és turbulenciák keletkeznek mögötte.

Amikor egy buborék kipukkan, a körülötte lévő összes folyadék beáramlik, és gyűrűhullámot hoz létre. Záráskor feldob egy vízoszlopot.

A felrobbanó buborékok összeesésekor ultrahangfrekvenciás lökéshullámok terjednek a folyadékban, hallható zaj kíséretében. A forralás kezdeti szakaszait a leghangosabb és legmagasabb hangok jellemzik (a "szakaszban" fehér kulcs"A teáskanna énekel").

(forrás: virlib.eunnet.net)

A VÍZ ÁLLAPOTÁNAK VÁLTOZÁSÁNAK HŐMÉRSÉKLETI ÜTEMEZTETÉSE

NÉZZE MEG A KÖNYVESPOLCOT!

ÉRDEKES

Miért csinálnak lyukat a teáskanna fedelén?
A gőz kiengedésére. Ha nincs lyuk a fedélen, a gőz kifröccsenhet a vízforraló kifolyójából.
___

A burgonya főzésének időtartama a forralás pillanatától kezdve nem függ a fűtőkészülék teljesítményétől. Az időtartamot az az idő határozza meg, ameddig a termék forráspontján marad.
A fűtőelem teljesítménye nem befolyásolja a forráspontot, csak a víz párolgási sebességét.

Forrás hatására a víz megfagyhat. Ehhez levegőt és vízgőzt kell kiszivattyúzni az edényből, ahol a víz található, hogy a víz folyamatosan forrjon.

„Az edények könnyen átforrnak a szélén – rossz idő!”
A romló időjárást kísérő légköri nyomásesés az oka annak, hogy a tej gyorsabban „elszalad”.
___

Nagyon forró forrásban lévő víz nyerhető a mély bányák alján, ahol a légnyomás sokkal nagyobb, mint a Föld felszínén. Tehát 300 m mélységben a víz 101 ͦ C-on forr. 14 atmoszféra légnyomásnál a víz 200 ͦ C-on forr.
A légszivattyú harangja alatt 20 ͦ C-os „forraló vizet” kaphat.
A Marson 45°C-os „forrásban lévő vizet” fogyasztunk.
A sós víz 100 ͦ C felett felforr. ___

Jelentős tengerszint feletti magasságban és alacsony légköri nyomáson lévő hegyvidéki területeken a víz 100 Celsius-fok alatti hőmérsékleten forr fel.

Az ilyen étel elkészítésére tovább kell várni.

Felöntjük egy kis hideg vízzel... és felforr!

A víz általában 100 Celsius fokon forr. A lombikban lévő vizet égőn felforrni melegítjük. Kapcsoljuk ki az égőt. A víz leáll forrni. Zárjuk le a lombikot dugóval, és kezdjük el óvatosan, sugárban hideg vizet önteni a dugóra. Milyen érzés? Megint forr a víz!

A patak alatt hideg víz a lombikban lévő víz, és vele együtt a vízgőz is hűlni kezd.
Csökken a gőz térfogata és megváltozik a vízfelszín feletti nyomás...
Melyik irányba gondolsz?
... A víz forráspontja csökkentett nyomáson 100 fok alatt van, és a lombikban lévő víz újra felforr!
____

Főzéskor a nyomás a serpenyőben - "nyomófőző" - körülbelül 200 kPa, és az ilyen serpenyőben lévő leves sokkal gyorsabban fő.

A fecskendőt körülbelül a feléig megtöltheti vízzel, ugyanazzal a dugóval zárhatja le, és élesen húzza meg a dugattyút. Buborékok tömege jelenik meg a vízben, jelezve, hogy a víz forralása megkezdődött (és ez szobahőmérsékleten van!).
___

Amikor egy anyag gáz halmazállapotúvá válik, sűrűsége körülbelül 1000-szeresére csökken.
___

Az első elektromos vízforralók alja alatt fűtőtestek voltak. A víz nem érintkezett a fűtőberendezéssel, és nagyon sokáig forralt. 1923-ban Arthur Large felfedezést tett: egy speciális fűtőtestet helyezett el réz csőés a teáskannába tette. A víz gyorsan felforrt.

Az USA-ban fejlesztették ki az önhűtő üdítőital-dobozokat. Az edényben van egy rekesz, amelybe alacsony forráspontú folyadék van beépítve. Ha egy forró napon összetöri a kapszulát, a folyadék gyorsan forrni kezd, elvonja a hőt az edény tartalmától, és 90 másodperc alatt az ital hőmérséklete 20-25 Celsius-fokkal csökken.

Nos, MIÉRT ÍGY?

Mit gondolsz, lehet-e keményre főzni egy tojást, ha a víz 100 Celsius-foknál alacsonyabb hőmérsékleten forr?
____

Fel fog forrni a víz egy edényben, amely egy másik fazék forrásban lévő vízben lebeg?
Miért? ___

Fel lehet forrni a vizet melegítés nélkül?

Ez a tudás gyorsan eltűnik, és az emberek fokozatosan abbahagyják az ismert jelenségek lényegére való odafigyelést. Néha hasznos felidézni az elméleti ismereteket.

Meghatározás

Mi a forr? Ez egy fizikai folyamat, amely során intenzív párologtatás megy végbe mind a folyadék szabad felületén, mind a szerkezetén belül. A forrás egyik jele a buborékok képződése, amelyek telített gőzből és levegőből állnak.

Érdemes megjegyezni, hogy létezik egy olyan fogalom, mint a forráspont. A gőzképződés sebessége a nyomástól is függ. Állandónak kell lennie. Általában a folyadékok fő jellemzője vegyi anyagok a forráspont normál légköri nyomáson. Ezt a folyamatot azonban olyan tényezők is befolyásolhatják, mint a hanghullámok intenzitása és a levegő ionizációja.

A víz forráspontjai

A gőz minden bizonnyal elkezd képződni olyan műveletek során, mint például a melegítés. A forralás magában foglalja a folyadék áthaladását 4 szakaszon:

1. Kis buborékok kezdenek képződni az edény alján, valamint a falán. Ez annak a ténynek az eredménye, hogy a tartályt alkotó anyag repedései levegőt tartalmaznak, amely magas hőmérséklet hatására kitágul.
2. A buborékok térfogata növekedni kezd, amitől a víz felszínére törnek. Ha felső réteg A folyadék még nem érte el a forráspontot, az üregek az aljára süllyednek, majd ismét felfelé kezdenek törekedni. Ez a folyamat hanghullámok kialakulásához vezet. Ezért hallunk zajt, amikor a víz felforr.
3. A felszínre úszik legnagyobb szám buborékok, ami azt a benyomást kelti. Ezután a folyadék elsápad. Figyelembe véve vizuális hatás, a forralás ezen szakaszát „fehér kulcsnak” nevezik.
4. Intenzív forrongás figyelhető meg, amelyet nagy buborékok képződése kísér, amelyek gyorsan felrobbannak. Ezt a folyamatot fröccsenések megjelenése, valamint intenzív gőzképződés kíséri.

Fajlagos párolgási hő

Szinte minden nap találkozunk olyan jelenséggel, mint a forráspont. A párolgási fajhő az fizikai mennyiség, amely meghatározza a hőmennyiséget. Segítségével egy folyékony anyag gőzzé alakítható. Ennek a paraméternek a kiszámításához el kell osztani a párolgáshőt a tömeggel.

Hogyan történik a mérés?

A fajlagos mutató mérése laboratóriumi körülmények között, megfelelő kísérletek elvégzésével történik. Ezek a következők:

• mért szükséges mennyiség folyadékot, amelyet ezután a kaloriméterbe öntünk;
• elvégzik a víz hőmérsékletének kezdeti mérését;
• az égőre egy lombikot helyeznek el, amelybe a vizsgált anyagot előzőleg helyezték el;
• a vizsgált anyag által kibocsátott gőzt a kaloriméterbe bocsátják;
• a víz hőmérsékletét újra megmérik;
• A kalorimétert lemérik, ami lehetővé teszi a kondenzált gőz tömegének kiszámítását.

Buborékos forralás mód

Amikor a forralás kérdésével foglalkozunk, érdemes megjegyezni, hogy több módja van. Így hevítéskor gőz képződhet buborékok formájában. Időnként nőnek és felrobbannak. Ezt a forralási módot nukleáris forrásnak nevezik. A gőzzel töltött üregek jellemzően pontosan az edény falainál képződnek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy általában túlmelegednek. Ez szükséges feltétel forraláshoz, mert különben a buborékok összeesnek anélkül, hogy nagy méreteket érnének el.

Filmfőzési mód

Mi a forr? Ezt a folyamatot a legegyszerűbb úgy magyarázni, mint egy bizonyos hőmérsékleten történő párologtatás és állandó nyomás. A buborék mód mellett van film mód is. Lényege, hogy ha megerősödik hőáramlás az egyes buborékok egyesülve páraréteget képeznek az edény falán. A kritikus mutató elérésekor áttörnek a víz felszínére. Ez a forralási mód abban különbözik, hogy az edény falaitól magához a folyadékhoz való hőátadás mértéke jelentősen csökken. Ennek oka ugyanaz a gőzfilm.

Forráshőmérséklet

Érdemes megjegyezni, hogy a forráspont függ a felmelegített folyadék felületére gyakorolt ​​nyomástól. Így általánosan elfogadott, hogy a víz felforr, ha 100 Celsius-fokra melegítik. Ez a mutató azonban csak akkor tekinthető méltányosnak, ha a légköri nyomás normálisnak tekinthető (101 kPa). Ha nő, a forráspont is felfelé változik. Például a népszerű gyorsfőző edényekben a nyomás körülbelül 200 kPa. Így a forráspont 20 ponttal növekszik (akár 20 fokig).

Az alacsony légköri nyomásra példa a hegyvidéki területek. Tehát, mivel ott meglehetősen kicsi, a víz körülbelül 90 fokos hőmérsékleten forrni kezd. Az ilyen területek lakóinak sokkal több időt kell tölteniük az ételkészítéssel. Így például egy tojás főzéséhez a vizet legalább 100 fokra kell melegíteni, különben a fehérje nem alvad meg.

Egy anyag forráspontja a telített gőznyomástól függ. A hőmérsékletre gyakorolt ​​hatása fordítottan arányos. Például a higany felforr, ha 357 Celsius fokra melegítik. Ez azzal magyarázható, hogy a telített gőznyomás csak 114 Pa (víznél ez az érték 101 325 Pa).

Forrás különböző körülmények között

A folyadék körülményeitől és állapotától függően a forráspont jelentősen változhat. Például érdemes a folyadékhoz sót tenni. A vízmolekulák közé klór- és nátriumionok helyezkednek el. Így a forralás nagyságrenddel több energiát és ennek megfelelően több időt igényel. Ezenkívül az ilyen víz sokkal kevesebb gőzt termel.

A vízforraló víz forralására szolgál életkörülmények. Ha tiszta folyadékot használunk, akkor a hőmérsékletet ez a folyamat a szabványos 100 fok. Hasonló körülmények között a desztillált víz felforr. Az idegen szennyeződések hiánya miatt azonban ez egy kicsit kevesebb időt vesz igénybe.

Mi a különbség a forralás és a párolgás között?

Amikor a víz felforr, gőz szabadul fel a légkörbe. De ez a két folyamat nem azonosítható. Ezek csak párologtatási módszerek, amelyek bizonyos körülmények között előfordulnak. Tehát a forralás az első fajta. Ez a folyamat intenzívebb, mint amit a gőzzsákok kialakulása okozna. Azt is érdemes megjegyezni, hogy a párolgási folyamat kizárólag a víz felszínén megy végbe. A forrás a folyadék teljes térfogatára vonatkozik.

Mitől függ a párolgás?

A párolgás a folyadék vagy szilárd anyag gáz halmazállapotúvá alakításának folyamata. Létezik az atomok és molekulák „repülése”, amelyek kapcsolata más részecskékkel bizonyos körülmények hatására meggyengül. A párolgás sebessége a következő tényezők miatt változhat:

• folyadék felülete;
• maga az anyag hőmérséklete, valamint a környezet;
• a molekulák mozgási sebessége;
• anyag típusa.

A forrásban lévő víz energiáját széles körben használják az emberek a mindennapi életben. Ez a folyamat annyira általánossá és megszokottá vált, hogy senki sem gondol a természetére és jellemzőire. Ennek ellenére számos érdekes tény kapcsolódik a forraláshoz:

• Valószínűleg mindenki észrevette, hogy lyuk van a vízforraló fedelén, de kevesen gondolnak a céljára. Ez a gőz részleges kiengedése céljából történik. Ellenkező esetben a víz kifröccsenhet a kifolyón keresztül.
• A burgonya, a tojás és más élelmiszertermékek főzésének időtartama nem függ a fűtőtest teljesítményétől. Csak az számít, hogy mennyi ideig voltak kitéve forrásban lévő víznek.
• Az olyan indikátorokat, mint például a forráspont, a teljesítmény nem befolyásolja. fűtőberendezés. Csak a folyadék párolgási sebességét befolyásolhatja.
• A forralás nem csak a víz melegítését jelenti. Ez a folyamat a folyadék megfagyását is okozhatja. Így a forralás során folyamatosan ki kell pumpálni a levegőt az edényből.
• Az egyik legtöbb aktuális problémák a háziasszonyoknak az, hogy a tej „elszaladhat”. Így ennek a jelenségnek a kockázata jelentősen megnő az időjárás romlása során, amely a légköri nyomás csökkenésével jár együtt.
• A legmelegebb forrásban lévő vizet a mély földalatti bányákban nyerik.
• Által kísérleti kutatás A tudósoknak sikerült megállapítaniuk, hogy a Marson a víz 45 Celsius fokos hőmérsékleten forr.

Forrhat-e a víz szobahőmérsékleten?

Egyszerű számításokkal a tudósok meg tudták állapítani, hogy a víz sztratoszféra szinten is felforrhat. Hasonló feltételek újra létrehozhatók a használatával légszivattyú. Ennek ellenére egyszerűbb, hétköznapibb körülmények között is elvégezhető hasonló kísérlet.

Egy literes lombikban 200 ml vizet kell forralni, és amikor a tartályt gőzzel töltik, szorosan le kell zárni és le kell venni a tűzről. Miután a kristályosító fölé helyezte, meg kell várnia, amíg a forrási folyamat véget ér. Ezután a lombikot öntjük hideg víz. Ezt követően ismét intenzív forralás kezdődik a tartályban. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az alacsony hőmérséklet hatására a lombik felső részében található gőz leereszkedik.