La ce temperatura fierbe apa? Dependența temperaturii de fierbere de presiune. De ce este diferit punctul de fierbere al apei în diferite condiții? Punctul minim de fierbere al apei

Fierberea este procesul de trecere a unei substanțe de la starea lichidă la starea gazoasă (vaporizarea într-un lichid). Fierberea nu este evaporare: diferă în ceea ce se poate întâmpla numai la o anumită presiune și temperatură.

Fierbere - încălzirea apei până la punctul de fierbere.

Apa clocotita este proces complex ceea ce se întâmplă în patru etape. Luați în considerare exemplul de fierbere a apei într-un vas de sticlă deschis.

La prima etapă Când apa fierbe, pe fundul vasului apar mici bule de aer, care pot fi văzute și la suprafața apei pe laterale.

Aceste bule se formează ca urmare a expansiunii micilor bule de aer care se găsesc în mici fisuri ale vasului.

La a doua etapă se observă o creştere a volumului bulelor: tot mai multe bule de aer ies la suprafaţă. În interiorul bulelor este abur saturat.

Pe măsură ce temperatura crește, presiunea bulelor saturate crește, determinându-le să crească în dimensiune. Ca urmare, forța arhimediană care acționează asupra bulelor crește.

Datorită acestei forțe, bulele tind spre suprafața apei. Dacă stratul superior de apă nu a avut timp să se încălzească pana la 100 de grade C(și acesta este punctul de fierbere apă curată fără impurități), bulele se scufundă în straturi mai fierbinți, după care se repezi înapoi la suprafață.

Datorită faptului că bulele sunt în continuă scădere și creștere în dimensiune, în interiorul vasului apar unde sonore, care creează zgomotul caracteristic fierberii.

La a treia etapă Un număr mare de bule se ridică la suprafața apei, ceea ce provoacă inițial o ușoară tulburare a apei, care apoi „devine palidă”. Acest proces nu durează mult și se numește „fierbere albă”.

In cele din urma, la a patra etapă După fierbere, apa începe să fiarbă intens, apar bule mari de spargere și stropi (de regulă, stropii înseamnă că apa a fiert puternic).

Vaporii de apă încep să se formeze din apă, iar apa scoate sunete specifice.

De ce pereții „înfloresc” și ferestrele „plâng”? Foarte des, constructorii sunt de vină pentru acest lucru, deoarece au calculat incorect punctul de rouă. Citiți articolul pentru a afla cât de important este acest lucru fenomen fizic, și cum mai poți scăpa de excesul de umiditate din casă?

Ce beneficii poate aduce apa topită celor care vor să slăbească? Vei învăța despre asta, se dovedește că poți slăbi fără prea mult efort!

Temperatura aburului când apa fierbe ^

Aburul este starea gazoasă a apei. Când aburul intră în aer, acesta, ca și alte gaze, exercită o anumită presiune asupra acestuia.

În timpul procesului de formare a aburului, temperatura aburului și a apei va rămâne constantă până când toată apa se va evapora. Acest fenomen se explică prin faptul că toată energia (temperatura) este direcționată spre transformarea apei în abur.

În acest caz, se formează abur saturat uscat. Nu există particule foarte dispersate ale fazei lichide în astfel de vapori. De asemenea, aburul poate fi saturat umed si supraincalzit.

Abur saturat care conține particule în suspensie foarte dispersate din faza lichidă, care sunt distribuite uniform pe întreaga masă de abur, se numește abur saturat umed.

La începutul apei de fierbere, se formează un astfel de abur, care apoi se transformă în abur saturat uscat. Abur a cărui temperatură mai multa temperatura apa clocotita, sau mai degraba aburul supraincalzit, se poate obtine numai cu ajutorul unor echipamente speciale. În acest caz, un astfel de abur va fi aproape de gaz în caracteristicile sale.

Punctul de fierbere al apei sărate^

Punctul de fierbere al apei sărate depășește punctul de fierbere apa dulce . prin urmare Apă sărată fierbe mai târziu proaspăt. Apa sărată conține ioni Na+ și Cl-, care ocupă o anumită zonă între moleculele de apă.

În apa sărată, moleculele de apă se atașează de ionii de sare într-un proces numit hidratare. Legătura dintre moleculele de apă este mult mai slabă decât legătura formată în timpul hidratării.

Prin urmare, atunci când moleculele de apă dulce fierb, vaporizarea are loc mai repede.

Fierberea apei cu sare dizolvată va necesita mai multă energie, care în acest caz este temperatura.

Pe măsură ce temperatura crește, moleculele din apa sărată se mișcă mai repede, dar sunt mai puține, ceea ce le face să se ciocnească mai rar. Ca urmare, se produce mai puțin abur, a cărui presiune este mai mică decât cea a aburului de apă dulce.

Pentru ca presiunea din apa sărată să devină mai mare decât presiunea atmosferică și să înceapă procesul de fierbere, este necesară o temperatură mai mare. Când adăugați 60 de grame de sare la 1 litru de apă, punctul de fierbere va crește cu 10 C.

  • Oleg

    Și aici au făcut o greșeală cu 3 ordine de mărime: „Căldura specifică de evaporare a apei este de 2260 J/kg”. kJ corect, adică de 1000 de ori mai mult.

  • Nastya

    Ce explică punctul de fierbere ridicat al apei?
    Ce face ca apa să fiarbă temperatura ridicata?

  • IamJiva

    Aburul supraîncălzit este abur cu o temperatură peste 100C (bine, dacă nu ești la munte sau la vid, ci în conditii normale), se obține prin trecerea aburului prin tuburi fierbinți, sau mai simplu - dintr-o soluție clocotită de sare sau alcali (periculos - alcalii sunt mai puternici decât Na2CO3 (de exemplu potasiu - K2CO3 de ce reziduurile de NaOH devin inofensive pentru ochi într-o zi sau doi, spre deosebire de reziduurile carbogazoase în aer KOH) saponifică ochii, nu uitați să purtați ochelari de înot!), dar astfel de soluții fierb în rafale, aveți nevoie de oale fierbinți și un strat subțire în partea de jos, se poate adăuga apă la fierbere, doar că fierbe.
    Deci din apa sarata clocotita se poate obtine abur cu o temperatura de aproximativ 110C, nu mai rau decat la fel de la o conducta fierbinte de 110C, acest abur contine doar apa si se incalzeste, nu-si aminteste cum, dar are “rezerva de putere”. ” de 10C comparativ cu aburul dintr-un ibric cu apă dulce.
    Se poate numi uscat, pentru că... încălzirea (prin contactul ca într-o țeavă, sau chiar prin radiație, caracteristică nu numai soarelui, ci și oricărui corp într-un anumit grad (dependent de temperatură)) a unui obiect, aburul poate, după ce s-a răcit la 100C, rămâne totuși un gaz, și doar răcirea ulterioară sub 100C va provoca condensarea sa într-o picătură de apă și aproape un vid (presiunea aburului saturat de apă este de aproximativ 20 mm Hg de la 760 mm Hg (1 atm), adică de 38 de ori mai mică decât presiunea atmosferică, acest lucru se întâmplă și cu aburul nesupraîncălzit, saturat, cu o temperatură de 100 C într-un vas încălzit (fierbător dintr-un gura care iese la abur), și nu numai cu apă, ci cu orice substanță care fierbe, de exemplu, eterul medicinal fierbe deja la temperatura corpului , și poate fierbe într-un balon în palmă, din gâtul căruia se vor „fonte”, refractând lumina vizibil, dacă acum închideți balonul cu a doua palmă și îndepărtați încălzirea palmei inferioare, înlocuind-o cu un stau cu o temperatură sub 35C, eterul se va opri din fierbere, iar aburul său saturat, care a împins tot aerul din balon în timpul fierberii, se va condensa într-o picătură de eter, creând un vid nu mai puternic decât cel din care eterul. fierbe, adică aproximativ egală cu presiunea vaporilor saturați ai eterului la temperatura punctului cel mai rece din interiorul balonului, sau un al doilea vas sau furtun atașat fără scurgeri cu capătul îndepărtat închis, așa se face dispozitivul Kriofor este proiectat, demonstrând principiul unui perete rece, precum velcro dulce - albine, captând toate moleculele de vapori din sistem („Alcoolul în vid” este condus în acest fel, fără încălzire).

    Și la peste 1700 de grade Celsius, apa se descompune foarte bine în oxigen și hidrogen... se dovedește a fi un boom prost, nu este nevoie să o stropiți pe tot felul de structuri metalice-Sicambrican care arde.

  • Este necesar să se cunoască punctul de fierbere, deoarece atunci când este atins, apa se transformă în abur, adică trece de la o stare de agregare la alta.

    Suntem obișnuiți cu faptul că putem dezinfecta vasele și putem găti alimente în apă clocotită, dar nu este întotdeauna cazul. În unele condiții temperatura fluidului va fi prea scăzută pentru toate acestea.

    Esența procesului

    În primul rând, trebuie să definim conceptul de fierbere. Ce este? Acesta este procesul prin care o substanță se transformă în vapori. Mai mult, acest proces are loc nu numai la suprafață, ci pe întregul volum al substanței.

    La fierbere, încep să se formeze bule, în interiorul cărora există aer și abur saturat. Zgomotul unui ibric sau o tigaie care fierbe indică faptul că bulele de aer au început să plutească, apoi să cadă și să izbucnească. Când recipientul se încălzește bine pe toate părțile, zgomotul încetează, ceea ce înseamnă că lichidul a fiert complet.

    Procesul are loc la o anumită temperatură și presiune și, din punct de vedere al fizicii, este o tranziție de fază de ordinul întâi.

    Notă! Evaporarea poate avea loc la orice temperatură, în timp ce fierberea poate avea loc la o temperatură strict definită.

    În tabele, punctul de fierbere al apei sau al altui lichid la presiunea atmosferică normală este dat ca una dintre principalele caracteristici fizice. Punctul de fierbere (Tb) este de fapt egal cu temperatura aburului, care se află într-o stare saturată chiar la limita dintre apă și aer. Apa în sine, mai exact, se încălzește puțin.

    Procesul de fierbere este, de asemenea, afectat semnificativ de:

    • prezența impurităților de gaz în apă;
    • unde sonore;
    • ionizare.

    Există și alți factori care fac ca bulele să se formeze mai repede sau mai lent. De asemenea, trebuie remarcat faptul că fiecare substanță are propriul Tk. Există o părere că dacă adaugi sare în apă, aceasta va fierbe mai repede. Acest lucru este adevărat, dar timpul se va schimba destul de mult. Pentru rezultate palpabile, va trebui să adăugați multă sare, care va strica complet vasul.

    Conditii diverse

    La presiunea atmosferică normală (760 mm Hg, sau 101 kPa, 1 atm.), apa începe să fiarbă, încălzindu-se până la 100 ℃. Toată lumea știe asta.

    Important! Dacă presiunea exterioară crește, va crește și punctul de fierbere, iar dacă este micșorat, va deveni mai mic.

    Ecuația pentru dependența punctului de fierbere al apei de presiune este destul de complexă. Această dependență nu este liniară. Uneori folosesc formula barometrică pentru calcul, făcând unele aproximări și ecuația Clapeyron-Clausius.

    Este mai convenabil să folosiți tabele din cărți de referință care conțin date obținute experimental. Folosindu-le, puteți construi un grafic și, după extrapolare, puteți calcula valoarea necesară.

    La munte, apa va fierbe înainte de a avea timp să se încălzească până la 100 ℃. Pe cel mai mult vârf înalt Lumea Qomolungma (Everest, altitudine 8848 m) punctul de fierbere al apei este de aproximativ 69 ℃. Dar chiar dacă mergem puțin mai jos, apa tot nu va fierbe la o sută de grade, până când ajungem la o presiune de 101 kPa. Pe Elbrus, care este mai jos decât Everest, un ibric cu apă va fierbe la 82 ℃ - acolo presiunea este de 0,5 atm.

    Prin urmare, în condiții de munte, gătitul va dura mult mai mult, iar unele produse nu vor fi gătite deloc în apă, vor trebui gătite într-un mod diferit. Uneori, turiștii neexperimentați se întreabă de ce ouăle durează atât de mult să se gătească, dar apa clocotită nu arde. Ideea este că această apă clocotită nu este suficient de încălzită.

    În autoclave și oale sub presiune, dimpotrivă, presiunea este crescută. Acest lucru face ca apa să fiarbă la o temperatură mai ridicată. Mâncarea se încălzește mai mult și se gătește mai repede. De aceea au numit astfel oala sub presiune. Încălzirea la o temperatură ridicată este, de asemenea, utilă, deoarece lichidul este dezinfectat și microbii din el sunt uciși.

    Fierbe la presiune ridicată

    O creștere a presiunii va duce la o creștere a Tc-ului apei. La 15 atmosfere, fierberea va începe doar la 200 de grade, la 80 atm. – 300 de grade. În viitor, creșterea temperaturii va fi foarte lentă. Valoarea maximă tinde spre 374,15 ℃, ceea ce corespunde la 218,4 atmosfere.

    Se fierbe în vid

    Ce se va întâmpla dacă aerul începe să devină din ce în ce mai evacuat, tinzând spre vid? Este clar că și punctul de fierbere va începe să scadă. Și când poate fierbe apa?

    Dacă reduceți presiunea la 10–15 mm Hg. Artă. (de 50-70 de ori), apoi punctul de fierbere va scădea la 10-15 ℃. Te poți răcori cu această apă.

    Odată cu o scădere suplimentară a presiunii, Tc va scădea și poate ajunge la temperatura de îngheț. În acest caz, apa pur și simplu nu poate exista în stare lichidă. Va trece de la gheață direct la gaz. Acest lucru se va întâmpla la aproximativ 4,6 mmHg. Artă.

    Este imposibil să se realizeze un vid absolut, dar o atmosferă foarte rarefiată poate fi obținută prin pomparea aerului dintr-un vas cu apă. Ca urmare a unui astfel de experiment, puteți vedea exact când fierbe lichidul.

    Presiunea scade nu numai atunci când aerul este pompat. Descrește lângă o elice care se rotește rapid, cum ar fi elicea unei nave. În acest caz, fierberea începe și lângă suprafața sa. Acest proces a fost numit cavitație. În multe cazuri acest fenomen este nedorit, dar uneori este benefic. Astfel, cavitația este folosită în biomedicină, industrie și la curățarea suprafețelor cu ultrasunete.

    Procesul de fierbere presupune trecerea unei substanțe lichide în stare gazoasă. Diferența dintre evaporare va fi că se întâmplă în legătură cu anumiti indicatori, care include nu numai indicatori de temperatură, ci și presiune. Viteza de fierbere este în întregime legată de molecule, care, atunci când sunt încălzite, încep să se ciocnească mai des unele cu altele. Dacă luăm condiții obișnuite, atunci punctul de fierbere este considerat a fi o încălzire de 100 de grade Celsius, dar de fapt acesta este un interval de valori care depinde atât de lichidul în sine, cât și de presiunea din exterior și din interiorul apei. . Pentru a generaliza, acest interval are valori de la 70 la foarte munte înalt, până la 110 dacă este situat mai aproape de nivelul mării.

    Temperatura aburului apei clocotite într-un ibric

    Aburul este un lichid, doar starea lui se transformă într-o formă gazoasă. Când interacționează cu aerul, acesta, ca și alții substante gazoase, poate exercita presiune asupra acestuia. În timpul vaporizării, temperatura vaporilor și a lichidului va fi constantă până când lichidul este evaporat. Acest lucru se întâmplă din cauza faptului că toată temperatura este cheltuită pentru formarea aburului. Această situație favorizează formarea de abur saturat uscat.

    Este important de știut! Când un lichid fierbe, aburul are grade identice cu acesta. Aburul mai fierbinte decât lichidul în sine poate fi obținut numai cu ajutorul dispozitivelor speciale. Gradele necesare pentru a fierbe un lichid obișnuit sunt de 100 de grade Celsius.

    La ce temperatură fierbe apa sărată?

    Aduceți apă sărată la fierbere, poate doar la temperaturi mai ridicate decât în ​​cazul apei obișnuite. Apa sărată conține un set de ioni care umple golurile spațiale ale moleculelor de apă. Din acest motiv, hidratarea are loc atunci când ionii de sare se combină cu moleculele lichide. Deoarece după hidratare legătura dintre molecule devine considerabil mai puternică, procesul de vaporizare durează mai mult.

    Datorită încălzirii, apa sărată pierde constant molecule, astfel că ciocnirile lor vor fi mult mai puțin frecvente. Va dura mai mult să fiarbă decât apa proaspătă. Temperatura la care poți transforma apa sărată în apă clocotită poate fi, în medie, cu 10 grade Celsius mai mare decât în ​​mod normal.

    Gradul de fierbere al apei distilate

    Forma distilata este un lichid purificat care practic nu contine impuritati. De obicei, este destinat aplicațiilor tehnice, medicale și de cercetare.

    Atenţie! Consumul acestuia și gătitul alimentelor cu el nu este strict recomandat.

    Apa se face folosind echipamente speciale de distilare, unde apa proaspătă este evaporată și aburul este condensat. La sfârșitul distilării, impuritățile vor rămâne în afara lichidului.

    Tipul distilat fierbe la fel ca apa proaspata din apa de la robinet - 100 de grade Celsius. Există o mică diferență că lichidul distilat va fierbe mai repede, dar această diferență este destul de nesemnificativă.

    Cum afectează presiunea procesul de fierbere al apei?

    Presiunea face o diferență semnificativă pentru fierberea unui lichid. În acest caz, joacă un rol Presiunea atmosfericăși presiunea din interiorul apei. De exemplu, dacă puneți apă pe foc în timp ce porniți altitudine inalta, apoi 70 de grade Celsius vor fi suficiente pentru fierbere. La munte, gătitul pune anumite dificultăți. Este nevoie de mai mult de perioadă lungă de timp, deoarece apa clocotita nu va fi suficient de fierbinte. De exemplu, o încercare de a găti un ou fiert se va termina cu eșec, ca să nu mai vorbim de carnea fiartă, care necesită un tratament termic bun.

    Important! Nu trebuie să mâncați nimic care nu a fost tratat termic sau bine gătit. Mai ales când vine vorba de drumeții și alte ieșiri în natură. Trebuie să prevedeți în avans astfel de nuanțe și să vă asigurați de posibile surprize.

    Fiind aproape de mare, punctul de fierbere va fi mereu de 100 de grade. Pe măsură ce urcați munții, temperatura de fierbere va scădea cu 1 grad la fiecare 300 de metri în sus. Prin urmare, rezidenții ale căror case sunt situate în locuri înalte sunt sfătuiți să folosească autoclave pentru a fierbe lichide pentru a le face mai fierbinți.

    Atenţie! Angajații instituțiilor și laboratoarelor medicale trebuie să cunoască aceste informații.

    La urma urmei, se știe că, pentru a steriliza produsele și dispozitivele, este necesară o temperatură de 100 de grade și mai mult. În caz contrar, instrumentul și alte dispozitive nu vor fi sterile, ceea ce poate duce ulterior la o mulțime de complicații.

    Se știe că cel mai înalt grad de apă nu a fost încă descoperit. Aceasta este o consecință a faptului că poate crește până când există o limită a presiunii atmosferice, sau mai degrabă, creșterea acesteia. Turbinele cu abur încălzesc apa până la 400 de grade, în timp ce aceasta nu fierbe, iar presiunea se menține la 30-40 de atmosfere.

    Fierberea este procesul de modificare a stării de agregare a unei substanțe. Când vorbim despre apă, ne referim la schimbarea de la starea lichidă la starea de vapori. Este important de reținut că fierberea nu este evaporare, care poate apărea chiar și la temperatura camerei. De asemenea, nu trebuie confundat cu fierberea, care este procesul de încălzire a apei la o anumită temperatură. Acum că am înțeles conceptele, putem determina la ce temperatură fierbe apa.

    Proces

    Procesul de transformare a stării de agregare din lichid în gaz este complex. Și, deși oamenii nu îl văd, există 4 etape:

    1. În prima etapă, se formează bule mici în partea de jos a recipientului încălzit. Ele pot fi văzute și pe laterale sau la suprafața apei. Ele se formează din cauza expansiunii bulelor de aer, care sunt întotdeauna prezente în crăpăturile recipientului în care apa este încălzită.
    2. În a doua etapă, volumul bulelor crește. Toți încep să iasă la suprafață, deoarece în interiorul lor există abur saturat, care este mai ușor decât apa. Pe măsură ce temperatura de încălzire crește, presiunea bulelor crește, iar acestea sunt împinse la suprafață datorită binecunoscutei forțe ale lui Arhimede. În acest caz, puteți auzi sunetul caracteristic al fierberii, care se formează din cauza expansiunii și reducerii constante a dimensiunii bulelor.
    3. La a treia etapă puteți vedea la suprafață un numar mare de bule. Acest lucru creează inițial tulburări în apă. Acest proces este denumit popular „fierbere albă” și durează o perioadă scurtă de timp.
    4. La a patra etapă, apa fierbe intens, la suprafață apar bule mari de spargere și pot apărea stropi. Cel mai adesea, stropirea înseamnă că lichidul s-a încălzit până la temperatura maxima. Aburii vor începe să emane din apă.

    Se știe că apa fierbe la o temperatură de 100 de grade, ceea ce este posibil doar în a patra etapă.

    Temperatura aburului

    Aburul este una dintre stările apei. Când intră în aer, el, ca și alte gaze, exercită asupra lui o anumită presiune. În timpul vaporizării, temperatura aburului și a apei rămâne constantă până când întregul lichid își schimbă starea de agregare. Acest fenomen poate fi explicat prin faptul că, în timpul fierberii, toată energia este cheltuită pentru transformarea apei în abur.

    La începutul fierberii, se formează abur umed, saturat, care devine uscat după ce tot lichidul s-a evaporat. Dacă temperatura sa începe să depășească temperatura apei, atunci un astfel de abur este supraîncălzit, iar caracteristicile sale vor fi mai apropiate de gaz.

    Apa sarata la fiert

    Este destul de interesant de știut la ce temperatură fierbe apa cu un conținut ridicat de sare. Se știe că ar trebui să fie mai mare datorită conținutului de ioni Na+ și Cl- din compoziție, care ocupă zona dintre moleculele de apă. Acesta este modul în care compoziția chimică a apei cu sare diferă de lichidul proaspăt obișnuit.

    Faptul este că în apa sărată are loc o reacție de hidratare - procesul de adăugare a moleculelor de apă la ionii de sare. Legăturile dintre moleculele de apă dulce sunt mai slabe decât cele formate în timpul hidratării, așa că va dura mai mult până când un lichid cu sare dizolvată va fierbe. Pe măsură ce temperatura crește, moleculele din apa sărată se mișcă mai repede, dar sunt mai puține dintre ele, ceea ce face ca ciocnirile între ele să apară mai rar. Ca urmare, se produce mai puțin abur și, prin urmare, presiunea acestuia este mai mică decât presiunea aburului apei proaspete. În consecință, va fi necesară mai multă energie (temperatură) pentru vaporizarea completă. În medie, pentru a fierbe un litru de apă care conține 60 de grame de sare, este necesar să creșteți gradul de fierbere al apei cu 10% (adică cu 10 C).

    Dependența fierberii de presiune

    Se știe că la munte, indiferent de compoziție chimică apa va avea un punct de fierbere mai mic. Acest lucru se întâmplă deoarece presiunea atmosferică este mai mică la altitudine. Presiunea normală este considerată a fi 101,325 kPa. Cu el, punctul de fierbere al apei este de 100 de grade Celsius. Dar dacă urci pe un munte, unde presiunea este în medie de 40 kPa, atunci apa de acolo va fierbe la 75,88 C. Dar asta nu înseamnă că va trebui să petreci aproape jumătate din timp gătind la munte. Tratamentul termic al alimentelor necesită o anumită temperatură.

    Se crede că la o altitudine de 500 de metri deasupra nivelului mării, apa va fierbe la 98,3 C, iar la o altitudine de 3000 de metri punctul de fierbere va fi de 90 C.

    Vă rugăm să rețineți că această lege se aplică și pentru direcție inversă. Dacă puneți un lichid într-un balon închis prin care aburul nu poate trece, atunci odată cu creșterea temperaturii și formarea aburului, presiunea în acest balon va crește și fierbe la tensiune arterială crescută va avea loc la temperaturi mai ridicate. De exemplu, la o presiune de 490,3 kPa, punctul de fierbere al apei va fi de 151 C.

    Fierbe apă distilată

    Apa distilată este apă purificată fără impurități. Este adesea folosit în scopuri medicale sau tehnice. Având în vedere că în astfel de apă nu există impurități, nu este folosită pentru gătit. Este interesant de observat că apa distilată fierbe mai repede decât apa dulce obișnuită, dar punctul de fierbere rămâne același - 100 de grade. Cu toate acestea, diferența de timp de fierbere va fi minimă - doar o fracțiune de secundă.

    Într-un ceainic

    Oamenii se întreabă adesea la ce temperatură fierbe apa într-un ibric, deoarece acestea sunt dispozitivele pe care le folosesc pentru a fierbe lichidele. Ținând cont de faptul că presiunea atmosferică din apartament este egală cu standardul, iar apa folosită nu conține săruri și alte impurități care nu ar trebui să fie acolo, atunci și punctul de fierbere va fi standard - 100 de grade. Dar dacă apa conține sare, atunci punctul de fierbere, după cum știm deja, va fi mai mare.

    Concluzie

    Acum știți la ce temperatură fierbe apa și modul în care presiunea atmosferică și compoziția lichidului afectează acest proces. Nu este nimic complicat în asta, iar copiii primesc astfel de informații la școală. Principalul lucru este să ne amintim că, pe măsură ce presiunea scade, scade și punctul de fierbere al lichidului și, pe măsură ce crește, crește și el.

    Pe Internet puteți găsi multe tabele diferite care indică dependența punctului de fierbere al unui lichid de presiunea atmosferică. Sunt disponibile pentru toată lumea și sunt folosite activ de școlari, elevi și chiar profesori din institute.

    Sarcina constă în două etape - stabilirea dependenței presiunii atmosferice de altitudine și a dependenței punctului de fierbere de presiune. Să începem cu acesta din urmă, deoarece este mai interesant.

    Fierberea este o tranziție de fază de ordinul întâi (apa își schimbă starea de agregare de la lichid la gazos).
    O tranziție de fază de ordinul întâi este descrisă de ecuația Clapeyron:
    ,
    Unde
    - căldura specifică tranziție de fază, care este numeric egală cu cantitatea de căldură transmisă pe unitatea de masă a unei substanțe pentru a efectua o tranziție de fază,
    - temperatura de tranziție de fază,
    - modificarea volumului specific în timpul tranziției

    Clausius a simplificat ecuația lui Clapeyron pentru cazurile de evaporare și sublimare presupunând că

    1. Aburul respectă legea gazelor ideale
    2. Volumul specific de lichid este mult mai mic decât volumul specific de vapori

    Din punctul unu rezultă că starea aburului poate fi descrisă prin ecuația Mendeleev-Clapeyron
    ,
    iar de la punctul doi - că volumul specific de lichid poate fi neglijat.

    Astfel, ecuația Clapeyron ia forma
    ,
    unde volumul specific poate fi exprimat prin
    ,
    și, în sfârșit

    separând variabilele, obținem

    După ce am integrat partea stângă de la până la , și partea dreaptă de la până la , i.e. de la un punct la altul situat pe linia de echilibru lichid-vapori, obținem ecuația

    numită ecuația Clausius-Clapeyron.

    De fapt, aceasta este dependența dorită a temperaturii de fierbere de presiune.

    Să mai facem câteva transformări
    ,
    Aici
    - masa molară de apă, 18 g/mol

    Constanta universală de gaz, 8,31 J/(mol × K)

    Căldura specifică de evaporare a apei 2,3 × 10 6 J/kg

    Acum rămâne de stabilit dependența presiunii atmosferice de altitudine. Aici vom folosi formula barometrică (oricum nu avem alta):

    sau
    ,
    Aici
    - masa molară a aerului, 29 g/mol
    - constanta universală a gazului, 8,31 J/(mol×K)
    - accelerație gravitațională, 9,81 m/(s×s)
    - temperatura aerului

    Valorile legate de aer vor fi marcate cu indicele v, la apă - h
    Echivalând și scăpând de exponent, obținem

    Ei bine, formula finală

    De fapt, presiunea reală a aerului nu urmează formula barometrică, deoarece la diferențe mari de altitudine temperatura aerului nu poate fi considerată constantă. În plus, accelerație cădere liberă depinde de latitudine geografică, iar presiunea atmosferică depinde și de concentrația vaporilor de apă. Adică vom obține o valoare aproximativă folosind această formulă. Prin urmare, mai jos am inclus un alt calculator care folosește o formulă pentru a calcula punctul de fierbere în funcție de presiunea aerului în milimetri de mercur.

    Punct de fierbere versus calculator altitudine.

    
    Top