Specifični toplotni kapacitet kondenzacije vodene pare. Specifična toplota isparavanja

Znate li koja je temperatura ključanja za supu? 100˚S. Ni više, ni manje. Na istoj temperaturi kotlić proključa i tjestenina je kuhana. Šta to znači?

Zašto kada se lonac ili kotlić stalno zagrevaju sa zapaljenim gasom, temperatura vode u njoj ne raste iznad sto stepeni? Činjenica je da kada voda dostigne temperaturu od stotinu stupnjeva, sva ulazna toplinska energija troši se na prijelaz vode u plinovito stanje, odnosno na isparavanje. Do stotinu stepeni, isparavanje se događa uglavnom sa površine, a kada dostigne ovu temperaturu, voda proključa. Vrenje je takođe isparavanje, ali samo po celoj zapremini tečnosti. Unutar vode nastaju mjehurići s vrućom parom i, budući da su lakši od vode, ovi mjehurići izbijaju na površinu, a para iz njih isparava u zrak.

Kada se zagreje, temperatura vode raste na sto stepeni. Nakon sto stepeni, daljim zagrijavanjem, temperatura vodene pare će se povećati. Ali sve dok sva voda ne proključa na sto stepeni, njena temperatura se neće povećati, bez obzira na to koliko energije uložite. Već smo shvatili kuda ide ta energija - u prelazak vode u gasovito stanje. Ali pošto takav fenomen postoji, znači da mora postojati fizička veličina koja opisuje ovaj fenomen. I takva vrijednost postoji. Zove se specifična toplota isparavanja.

Specifična toplota isparavanja vode

Specifična toplota isparavanja je fizička veličina koja pokazuje količinu toplote koja je potrebna da se tečnost težine 1 kg pretvori u paru na tački ključanja. Specifična toplota isparavanja je označena slovom L. A jedinica mere je džul po kilogramu (1 J/kg).

Specifična toplota isparavanja može se naći iz formule:

gdje je Q količina toplote,
m je tjelesna težina.

Inače, formula je ista kao i za izračunavanje specifične topline fuzije, jedina razlika je u oznaci. λ i L

Eksperimentalno su pronađene vrijednosti specifične topline isparavanja različitih supstanci i sastavljene tablice iz kojih se mogu pronaći podaci za svaku tvar. Dakle, specifična toplota isparavanja vode jednaka je 2,3*106 J/kg. To znači da je za svaki kilogram vode potrebno potrošiti količinu energije jednaku 2,3 ​​* 106 J da bi se pretvorila u paru. Ali u isto vrijeme, voda već mora imati tačku ključanja. Ako je voda u početku bila na nižoj temperaturi, tada je potrebno izračunati količinu topline koja će biti potrebna za zagrijavanje vode na sto stupnjeva.

U realnim uslovima često je potrebno odrediti količinu potrebne toplote transformacija određene mase bilo koje tekućine u paru, stoga se češće morate nositi s formulom oblika: Q = Lm, a vrijednosti specifične topline isparavanja za određenu tvar uzimaju se iz gotovih tablica.

Uređaji i pribor koji se koriste u radu:

2. Lijev za paru (gumena cijev).

3. Kalorimetar.

4. Električni štednjak.

5. Termometar.

6. Tehničke vage sa utezima.

7. Čaša.

Cilj rada:

Naučite eksperimentalno odrediti specifičnu toplinu isparavanja vode.

I. TEORIJSKI UVOD.

U procesu razmene energije između materije i okoline moguć je prelazak materije iz jednog agregatnog stanja u drugo (iz jednog faznog stanja u drugo).

Prijelaz tvari iz tekućeg u plinovito stanje naziva se isparavanje.

Vaporizacija se javlja u obliku isparavanja i ključanja.

Isparavanje koje nastaje samo sa slobodne površine tečnosti naziva se isparavanje .

Isparavanje se događa na bilo kojoj temperaturi tekućine, ali s povećanjem temperature brzina isparavanja tekućine raste.

Tečnost koja isparava može se ohladiti ako joj se toplota ne dovodi intenzivno izvana, ili se zagrejati ako se toplota intenzivno dovodi izvana.

Isparavanje koje se događa u cijeloj zapremini tečnosti i na konstantnoj temperaturi naziva se ključanje.

Tačka ključanja ovisi o vanjskom pritisku na površini tekućine.

Tačka ključanja tečnosti pri normalnom atmosferskom pritisku naziva se tačka ključanja ove tečnosti.

Tokom isparavanja, unutarnja energija tvari se povećava, stoga, da bi se tekućina pretvorila u paru, mora joj se dopremiti toplina kroz proces izmjene topline.

Količina topline potrebna za pretvaranje tekućine u paru pri konstantnoj temperaturi naziva se toplota isparavanja.

Vrijednost je direktno proporcionalna masi tekućine pretvorene u paru:

Količina g, koja karakteriše zavisnost toplote isparavanja od vrste supstance i od spoljašnjih uslova, naziva se specifična toplota isparavanja . Specifična toplota isparavanja meri se količinom toplote koja je potrebna za pretvaranje jedinice mase tečnosti u paru pri konstantnoj temperaturi:

U SI, specifična toplina isparavanja se mjeri u .

Vrijednost ovisi o temperaturi na kojoj dolazi do isparavanja. Iskustvo pokazuje da kako temperatura raste, specifična toplota isparavanja opada. Prikazani grafikon (slika 1) pokazuje zavisnost od za vodu.

U ovom radu određena je specifična toplota isparavanja vode procesom ključanja pomoću jednačine toplotnog bilansa za kondenzaciju vodene pare. Da biste to učinili, uzmite kalorimetar (K) (vidi sliku 2), u kojem se nalazi voda na temperaturi, vodena para koja ima tačku ključanja se uvodi iz tikvice kroz parovod P u hladnu vodu kalorimetra, gde se kondenzuje.

Nakon nekog vremena, cijev za parovod se uklanja i mjeri se temperatura uspostavljena u kalorimetru i utvrđuje se masa pare koja se uvodi u kalorimetar.

Zatim se sastavlja jednačina toplotnog bilansa.

Kada se masa pare kondenzuje, oslobađa se toplota.

gdje je specifična toplota kondenzacije (to je i specifična toplota isparavanja). Kondenzirana para se na temperaturi pretvara u vodu, koja zatim, kada se ohladi na temperaturu, oslobađa toplinu.

(4)

Toplotu koja se oslobađa prilikom kondenzacije pare i hlađenja tople vode prima kalorimetar i voda u njemu. Zbog toga se zagrijavaju od temperature do temperature . Toplota koju primaju kalorimetar i hladna voda izračunava se pomoću formule:

Jednačina toplotnog bilansa je sastavljena u skladu sa zakonom održanja energije tokom prenosa toplote.

U toku razmene toplote, zbir količina toplote koju daju sva tela čija se unutrašnja energija smanjuje jednak je zbiru količina toplote koje primaju sva tela čija se unutrašnja energija povećava:

(6)

U našem slučaju, za razmjenu topline koja se dogodila u kalorimetru, pretpostavljamo da nema gubitka topline u okolinu. Stoga jednačinu (6) zapisujemo u obliku: ili

Iz ove jednačine dobijamo radna formula za izračunavanje vrijednosti na osnovu eksperimentalnih rezultata:

2. NAPREDAK RADA.

1. Napraviti tabelu u koju će se upisati rezultati mjerenja i proračuna u obliku koji je dat na kraju opisa.

2. Izvagajte unutrašnju posudu kalorimetra i unesite rezultujuću vrijednost u tabelu.

3. Čašom izmjerite 150-200 ml hladnom vodom sipajte u kalorimetar i izmjerite masu unutrašnje posude kalorimetra s vodom (m 2). Pronađite masu vode:

m in = m 2 – m to

Zabilježite masu hladne vode u tabeli.

4. Izmjerite početnu temperaturu kalorimetra i vode u njemu, zapišite je u tabelu.

5. Spustite vrh parovoda u vodu kalorimetra i pustite paru dok temperatura vode ne poraste za 30°K - 35°K (q-temperatura nakon izmjene topline).

6. Izvagajte unutrašnje staklo kalorimetra i odredite masu kondenzovane pare. Rezultat upišite u tabelu. ()

7. Vrijednosti specifičnih toplotnih kapaciteta vode i kalorimetarske tvari (aluminij) i tabelarna vrijednost specifične topline isparavanja vode date su u tabeli rezultata mjerenja i proračuna.

8. Koristeći formulu (7), izračunajte specifičnu toplinu isparavanja vode.

9. Izračunajte apsolutne i relativna greška dobijeni rezultat u odnosu na tabelarni rezultat koristeći formule:

;

10. Izvedite zaključak o obavljenom radu i rezultatu specifične toplote isparavanja vode.

TABELA REZULTATA MJERENJA I PRORAČUNA

Iz §§ 2.5 i 7.2 proizilazi da se tokom isparavanja unutrašnja energija supstance povećava, a tokom kondenzacije smanjuje. Pošto tokom ovih procesa temperature tečnosti i njene pare mogu biti jednake, promena unutrašnje energije supstance nastaje samo zbog promene potencijalne energije molekula. Dakle, na istoj temperaturi, jedinica mase tečnosti ima manju unutrašnju energiju od jedinice mase njene pare.

Iskustvo pokazuje da se gustoća tvari tijekom isparavanja uvelike smanjuje, a volumen koji supstanca zauzima povećava. Shodno tome, tokom isparavanja, rad se mora obavljati protiv vanjskih sila pritiska. Stoga se energija koja se mora prenijeti tekućini da bi se pretvorila u paru na konstantnoj temperaturi dijelom koristi za povećanje unutrašnje energije tvari, a dijelom za obavljanje rada protiv vanjskih sila u procesu njenog širenja.

U praksi, da bi se tečnost pretvorila u paru tokom procesa razmene toplote, toplota joj se dovodi. Količina topline potrebna za pretvaranje tekućine u paru pri konstantnoj temperaturi naziva se toplina isparavanja. Kada se para pretvori u tečnost, potrebno je odvojiti iz nje određenu količinu toplote, koja se naziva toplota kondenzacije. Ako su vanjski uvjeti isti, onda je s jednakim masama iste tvari toplina isparavanja jednaka toplini kondenzacije.

Koristeći kalorimetar, utvrđeno je da je toplina isparavanja direktno proporcionalna masi tekućine pretvorene u paru

Ovdje je koeficijent proporcionalnosti, čija vrijednost ovisi o vrsti tekućine i vanjskim uvjetima.

Količina koja karakteriše zavisnost toplote isparavanja od vrste supstance i od spoljašnjih uslova naziva se specifična toplota isparavanja. Specifična toplota isparavanja meri se količinom toplote koja je potrebna za pretvaranje jedinice mase tečnosti u paru pri konstantnoj temperaturi:

U SI, jedinica se uzima kao specifična toplota isparavanja tečnosti kojoj je potrebno 1 J toplote da se 1 kg tečnosti pretvori u paru na konstantnoj temperaturi. (Prikažite ovo pomoću formule (7.1a).)

Kao primjer, napominjemo da je specifična toplina isparavanja vode na temperaturi (100°C) jednaka

Budući da se isparavanje može dogoditi na različitim temperaturama, postavlja se pitanje: hoće li se promijeniti specifična toplina isparavanja tvari? Iskustvo pokazuje da kako temperatura raste, specifična toplota isparavanja opada. To se dešava zato što se sve tečnosti šire kada se zagreju. Rastojanje između molekula se povećava, a sile molekularne interakcije se smanjuju. Osim toga, što je temperatura viša, to je veća prosječna energija molekula tekućine i manje energije im je potrebno dodati da bi mogli letjeti izvan površine tečnosti.

U ovoj lekciji ćemo obratiti pažnju na ovu vrstu isparavanja, kao što je ključanje, razgovarati o njegovim razlikama u odnosu na prethodno razmatrani proces isparavanja, uvesti vrednost kao što je temperatura ključanja i razgovarati o tome od čega zavisi. Na kraju lekcije uvest ćemo vrlo važnu veličinu koja opisuje proces isparavanja – specifičnu toplinu isparavanja i kondenzacije.

Tema: Agregatna stanja materije

Lekcija: Vrenje. Specifična toplota isparavanja i kondenzacije

U prošloj lekciji smo već pogledali jednu od vrsta stvaranja pare - isparavanje - i istakli svojstva ovog procesa. Danas ćemo razgovarati o ovoj vrsti isparavanja, procesu ključanja, i uvesti vrijednost koja numerički karakterizira proces isparavanja - specifičnu toplinu isparavanja i kondenzacije.

Definicija.Kipuće(Sl. 1) je proces intenzivnog prelaska tečnosti u gasovito stanje, praćen stvaranjem mjehurića pare i koji se odvija u cijeloj zapremini tečnosti na određenoj temperaturi, koja se naziva tačka ključanja.

Hajde da uporedimo dve vrste isparavanja jedna sa drugom. Proces ključanja je intenzivniji od procesa isparavanja. Osim toga, kao što se sjećamo, proces isparavanja se događa na bilo kojoj temperaturi iznad tačke topljenja, a proces ključanja strogo na određenoj temperaturi, koja je različita za svaku tvar i naziva se točka ključanja. Također treba napomenuti da se isparavanje događa samo sa slobodne površine tekućine, odnosno s područja koje je odvaja od okolnih plinova, a ključanje se događa iz cijele zapremine odjednom.

Pogledajmo detaljnije proces ključanja. Zamislimo situaciju s kojom su se mnogi od nas više puta susreli - zagrijavanje i kuhanje vode u određenoj posudi, na primjer, loncu. Tokom zagrijavanja, određena količina topline će se prenijeti na vodu, što će dovesti do povećanja njene unutrašnje energije i povećanja aktivnosti molekularnog kretanja. Ovaj proces će se nastaviti do određene faze, sve dok energija molekularnog kretanja ne postane dovoljna za početak ključanja.

Voda sadrži otopljene gasove (ili druge nečistoće) koji se oslobađaju u njenoj strukturi, što dovodi do takozvane pojave centara isparavanja. Odnosno, upravo u tim centrima počinje se oslobađati para i stvaraju se mjehurići u cijeloj zapremini vode, koji se uočavaju tokom ključanja. Važno je shvatiti da ovi mjehurići ne sadrže zrak, već paru koja nastaje tokom procesa ključanja. Nakon stvaranja mjehurića, količina pare u njima se povećava, a oni počinju da se povećavaju. Često se mjehurići u početku formiraju blizu zidova posude i ne izlaze odmah na površinu; prvo, povećavajući se u veličini, oni su pod uticajem rastuće Arhimedove sile, a zatim se odvajaju od zida i izdižu na površinu, gde pucaju i ispuštaju deo pare.

Vrijedi napomenuti da svi mjehurići pare ne dođu odmah do slobodne površine vode. Na početku procesa ključanja voda još nije ravnomjerno zagrijana, a niži slojevi, u blizini kojih se direktno odvija proces prijenosa topline, čak su topliji od gornjih, čak i ako se uzme u obzir proces konvekcije. To uzrokuje da se mjehurići pare koji se dižu odozdo kolabiraju zbog ovog fenomena površinski napon, koji još ne dopire do slobodne površine vode. U tom slučaju para koja se nalazila unutar mjehurića prelazi u vodu, čime je dodatno zagrijava i ubrzava proces ravnomjernog zagrijavanja vode u cijelom volumenu. Kao rezultat toga, kada se voda gotovo ravnomjerno zagrije, gotovo svi mjehurići pare počinju doći do površine vode i počinje proces intenzivnog stvaranja pare.

Važno je istaći činjenicu da temperatura na kojoj se odvija proces ključanja ostaje nepromijenjena čak i ako se poveća intenzitet dovoda topline u tekućinu. Jednostavnim riječima, ako tokom procesa ključanja dodate gas na gorionik koji zagreva posudu sa vodom, to će samo dovesti do povećanja intenziteta ključanja, a ne do povećanja temperature tečnosti. Ako se ozbiljnije upustimo u proces ključanja, vrijedi napomenuti da se u vodi pojavljuju područja u kojima se može pregrijati iznad tačke ključanja, ali količina takvog pregrijavanja u pravilu ne prelazi jedan ili nekoliko stupnjeva. i beznačajan je u ukupnoj zapremini tečnosti. Tačka ključanja vode pri normalnom pritisku je 100°C.

Tokom procesa ključanja vode možete primijetiti da ga prate karakteristični zvuci tzv. Ovi zvukovi nastaju upravo zbog opisanog procesa kolapsa mjehurića pare.

Proces ključanja drugih tečnosti odvija se na isti način kao i ključanje vode. Glavna razlika u ovim procesima su različite temperature ključanja supstanci, koje su pri normalnom atmosferskom pritisku već izmjerene tabelarne vrijednosti. Glavne vrijednosti ovih temperatura navodimo u tabeli.

Zanimljiva je činjenica da tačka ključanja tečnosti zavisi od vrednosti atmosferskog pritiska, zbog čega smo naveli da su sve vrednosti u tabeli date pri normalnom atmosferskom pritisku. Kada se pritisak vazduha povećava, tačka ključanja tečnosti se takođe povećava kada se smanjuje, naprotiv, smanjuje se.

O ovoj zavisnosti temperature ključanja od pritiska okruženje zasnovan na principu rada tako dobro poznatog kuhinjskog aparata kao što je ekspres lonac (slika 2). To je tiganj sa poklopcem koji dobro priliježe, ispod kojeg tokom procesa parenja vode pritisak vazduha sa parom dostiže do 2 atmosferska pritiska, što dovodi do povećanja tačke ključanja vode u njoj na . Zbog toga se voda i hrana u njoj mogu zagrijati na temperaturu višu od uobičajene (), a proces kuhanja se ubrzava. Zbog ovog efekta uređaj je i dobio ime.

Rice. 2. Ekspres lonac ()

Situacija sa smanjenjem točke ključanja tekućine sa padom atmosferskog tlaka također ima primjer iz života, ali za mnoge ljude više nije svakodnevna. Ovaj primjer se odnosi na putovanja penjača u visokim planinskim predjelima. Ispostavilo se da se u područjima koja se nalaze na nadmorskoj visini od 3000-5000 m, tačka ključanja vode usled smanjenja atmosferskog pritiska snižava na niže vrednosti, što dovodi do poteškoća pri pripremanju hrane na planinarenju, jer je za efikasnu toplotnu obradu proizvoda u U ovom slučaju, potrebno je znatno duže nego u normalnim uvjetima. Na nadmorskoj visini od oko 7000 m, tačka ključanja vode dostiže , što onemogućava kuhanje mnogih proizvoda u takvim uvjetima.

Neke tehnologije odvajanja tvari temelje se na činjenici da su točke ključanja različitih tvari različite. Na primjer, ako uzmemo u obzir lož ulje, koje je složena tekućina koja se sastoji od mnogih komponenti, onda se tokom procesa ključanja može podijeliti na nekoliko različitih tvari. U ovom slučaju, zbog činjenice da su tačke ključanja kerozina, benzina, nafte i lož ulja različite, mogu se međusobno odvojiti isparavanjem i kondenzacijom na različitim temperaturama. Ovaj proces se obično naziva frakcionisanjem (slika 3).

Rice. 3 Razdvajanje ulja na frakcije ()

Kao i bilo ko fizički proces, ključanje se mora okarakterizirati pomoću neke numeričke vrijednosti, takva vrijednost se zove specifična toplina isparavanja.

Da bi razumeli fizičko značenje ovu vrijednost, uzmite u obzir sljedeći primjer: uzmite 1 kg vode i dovedite je do točke ključanja, a zatim izmjerite koliko je topline potrebno da se ova voda potpuno ispari (bez uzimanja u obzir gubitaka topline) - ova vrijednost će biti jednaka specifičnoj toplota isparavanja vode. Za drugu tvar, ova toplinska vrijednost će biti drugačija i bit će specifična toplina isparavanja ove tvari.

Pokazalo se da je specifična toplota isparavanja veoma važna karakteristika V moderne tehnologije proizvodnja metala. Ispostavilo se da se, na primjer, tokom topljenja i isparavanja željeza s njegovom naknadnom kondenzacijom i skrućivanjem formira kristalna rešetka sa strukturom koja pruža veću čvrstoću od originalnog uzorka.

Oznaka: specifična toplota isparavanja i kondenzacije (ponekad se označava ).

Jedinica: .

Specifična toplina isparavanja tvari utvrđuje se laboratorijskim eksperimentima, a njene vrijednosti za osnovne tvari navedene su u odgovarajućoj tabeli.

Supstanca

Ovo znanje brzo nestaje, a ljudi postepeno prestaju obraćati pažnju na suštinu poznatih pojava. Ponekad je korisno prisjetiti se teorijskog znanja.

Definicija

Šta je ključanje? Ovo je fizički proces tokom kojeg dolazi do intenzivnog isparavanja kako na slobodnoj površini tečnosti tako i unutar njene strukture. Jedan od znakova ključanja je stvaranje mjehurića koji se sastoje od zasićene pare i zraka.

Vrijedi napomenuti postojanje takvog koncepta kao tačka ključanja. Brzina stvaranja pare također ovisi o pritisku. Mora biti trajna. Po pravilu, glavna karakteristika tečnosti hemijske supstance je tačka ključanja pri normalnom atmosferskom pritisku. Međutim, na ovaj proces mogu uticati i faktori kao što je intenzitet zvučni talasi, jonizacija vazduha.

Faze ključanja vode

Para će se sigurno početi stvarati tokom postupka kao što je zagrijavanje. Vrenje uključuje prolazak tečnosti kroz 4 faze:

1. Mali mjehurići počinju da se formiraju na dnu posude, kao i na njenim zidovima. To je rezultat činjenice da pukotine u materijalu od kojeg je posuda napravljena sadrže zrak koji se širi pod utjecajem visoke temperature.
2. Mjehurići počinju da se povećavaju u volumenu, uzrokujući njihovo pucanje na površinu vode. Ako gornji sloj tekućine još nije dosegao tačku ključanja, šupljine tonu na dno, nakon čega ponovno počinju težiti prema gore. Ovaj proces rezultira stvaranjem zvučnih valova. Zbog toga možemo čuti buku kada voda proključa.
3. Pluta na površinu najveći broj mjehurića, što stvara utisak. Nakon toga tečnost postaje blijeda. S obzirom na vizuelni efekat, ova faza ključanja se naziva „beli ključ“.
4. Primjećuje se intenzivno ključanje, koje je praćeno stvaranjem velikih mjehurića koji brzo pucaju. Ovaj proces je praćen pojavom prskanja, kao i intenzivnim stvaranjem pare.

Specifična toplota isparavanja

Gotovo svaki dan susrećemo se s takvim fenomenom kao što je ključanje. Specifična toplota isparavanja je fizička veličina koja određuje količinu toplote. Uz njegovu pomoć, tečna tvar se može pretvoriti u paru. Da biste izračunali ovaj parametar, potrebno je podijeliti toplinu isparavanja s masom.

Kako se mjerenje odvija?

Specifični indikator se mjeri u laboratorijskim uslovima izvođenjem odgovarajućih eksperimenata. Oni uključuju sljedeće:

• izmjereno potreban iznos tečnost, koja se zatim sipa u kalorimetar;
• vrši se početno mjerenje temperature vode;
• na plamenik se postavlja tikvica s prethodno stavljenom ispitivanom tvari u nju;
• para koju oslobađa ispitivana supstanca se lansira u kalorimetar;
• ponovo se mjeri temperatura vode;
• Kalorimetar se vaga, što omogućava izračunavanje mase kondenzovane pare.

Režim ključanja mjehurića

Kada se bavimo pitanjem šta je ključanje, vrijedi napomenuti da ima nekoliko načina. Dakle, kada se zagrije, para se može formirati u obliku mjehurića. Povremeno rastu i pucaju. Ovaj režim ključanja naziva se nukleatno vrenje. Obično se šupljine ispunjene parom formiraju upravo na zidovima posude. To je zbog činjenice da su obično pregrijane. Ovo neophodno stanje za ključanje, jer će se u suprotnom mjehurići srušiti a da ne dostignu velike veličine.

Način ključanja filma

Šta je ključanje? Najlakši način da se objasni ovaj proces je isparavanje na određenoj temperaturi i konstantnom pritisku. Osim mjehurića, postoji i filmski mod. Njegova suština leži u činjenici da kada se protok topline povećava, pojedinačni mjehurići se spajaju i formiraju parni sloj na zidovima posude. Kada se dostigne kritični indikator, probijaju se na površinu vode. Ovaj način ključanja se razlikuje po tome što je stupanj prijenosa topline sa zidova posude na samu tekućinu značajno smanjen. Razlog za to je isti film pare.

Temperatura ključanja

Vrijedi napomenuti da postoji ovisnost točke ključanja o pritisku koji se vrši na površini zagrijane tekućine. Dakle, opšte je prihvaćeno da voda ključa kada se zagreje na 100 stepeni Celzijusa. Ipak ovaj indikator može se smatrati pravednim samo ako se atmosferski pritisak smatra normalnim (101 kPa). Ako se poveća, tačka ključanja će se takođe promeniti naviše. Na primjer, u popularnim ekspres loncama tlak je približno 200 kPa. Tako se tačka ključanja povećava za 20 tačaka (do 20 stepeni).

Primjer niskog atmosferskog tlaka su planinska područja. Dakle, s obzirom da je tamo prilično mala, voda počinje da ključa na temperaturi od oko 90 stepeni. Stanovnici takvih područja moraju provoditi mnogo više vremena pripremajući hranu. Tako, na primjer, da biste skuhali jaje, morat ćete zagrijati vodu na najmanje 100 stepeni, inače se bjelanjak neće zgrušati.

Tačka ključanja tvari ovisi o tlaku zasićene pare. Njegov uticaj na temperaturu je obrnuto proporcionalan. Na primjer, živa ključa kada se zagrije na 357 stepeni Celzijusa. To se može objasniti činjenicom da je tlak zasićene pare samo 114 Pa (za vodu ova brojka iznosi 101,325 Pa).

Kuvanje pod različitim uslovima

U zavisnosti od uslova i stanja tečnosti, tačka ključanja može značajno da varira. Na primjer, vrijedi dodati sol u tekućinu. Ioni klora i natrija smješteni su između molekula vode. Dakle, ključanje zahtijeva red veličine više energije i, shodno tome, više vremena. Osim toga, takva voda proizvodi mnogo manje pare.

Kuhalo se koristi za kuvanje vode kod kuće. Ako se koristi čista tečnost, temperatura ovaj proces je standardnih 100 stepeni. U sličnim uslovima, destilovana voda ključa. Međutim, to će potrajati malo manje vremena, s obzirom na odsustvo stranih nečistoća.

Koja je razlika između ključanja i isparavanja?

Kad god voda proključa, para se oslobađa u atmosferu. Ali ova dva procesa se ne mogu identifikovati. To su samo metode isparavanja, koje se dešava pod određenim uslovima. Dakle, ključanje je prve vrste. Ovaj proces je intenzivniji nego što je uzrokovan stvaranjem parnih džepova. Također je vrijedno napomenuti da se proces isparavanja odvija isključivo na površini vode. Vrenje se odnosi na celokupnu zapreminu tečnosti.

Od čega zavisi isparavanje?

Isparavanje je proces pretvaranja tekućine ili čvrste tvari u plinovito stanje. Postoji "let" atoma i molekula, čija je veza s drugim česticama oslabljena pod utjecajem određenih uvjeta. Brzina isparavanja može varirati zbog sljedećih faktora:

• površina tečnosti;
• temperatura same supstance, kao i okoline;
• brzina kretanja molekula;
• vrsta supstance.

Energiju kipuće vode ljudi naširoko koriste u svakodnevnom životu. Ovaj proces je postao toliko uobičajen i poznat da niko ne razmišlja o njegovoj prirodi i karakteristikama. Ipak, brojne zanimljive činjenice povezane su s ključanjem:

• Vjerovatno su svi primijetili da postoji rupa na poklopcu kotla, ali malo tko razmišlja o njegovoj namjeni. Radi se u svrhu djelimičnog ispuštanja pare. U suprotnom, voda može prskati kroz izljev.
• Trajanje kuhanja krumpira, jaja i drugih prehrambenih proizvoda ne ovisi o tome koliko je grijač moćan. Bitno je samo koliko dugo su bili izloženi ključaloj vodi.
• Snaga uređaja za grijanje ni na koji način ne utiče na indikator kao što je tačka ključanja. Može uticati samo na brzinu isparavanja tečnosti.
• Prokuhavanje nije samo zagrijavanje vode. Ovaj proces također može uzrokovati zamrzavanje tekućine. Stoga je tokom procesa ključanja potrebno kontinuirano ispumpati zrak iz posude.
• Jedan od mnogih trenutni problemi za domaćice je da mlijeko može “pobjeći”. Tako se rizik od ove pojave značajno povećava tokom pogoršanja vremena, što je praćeno padom atmosferskog pritiska.
• Najtoplija kipuća voda dobija se u dubokim podzemnim rudnicima.
• Eksperimentalnim studijama naučnici su uspjeli ustanoviti da na Marsu voda ključa na temperaturi od 45 stepeni Celzijusa.

Može li voda ključati na sobnoj temperaturi?

Kroz jednostavne proračune, naučnici su uspjeli ustanoviti da voda može ključati na nivoima stratosfere. Slični uslovi se mogu ponovo stvoriti pomoću vakuum pumpe. Ipak, sličan eksperiment se može izvesti u jednostavnijim, svakodnevnijim uvjetima.

U tikvici od litre potrebno je prokuhati 200 ml vode, a kada se posuda napuni parom, mora se dobro zatvoriti i skloniti s vatre. Nakon što ga stavite preko kristalizatora, morate pričekati dok se proces ključanja ne završi. Zatim se tikvica prelije hladnom vodom. Nakon toga u posudi će ponovo početi intenzivno vrenje. To je zbog činjenice da se para koja se nalazi u gornjem dijelu tikvice pod utjecajem niske temperature spušta.

Povratak