A víz fajlagos párolgási hője különböző hőmérsékleteken. Mi a fajlagos párolgási hő és hogyan határozható meg

Ebben a leckében figyelmet fogunk fordítani az olyan párologtatási típusra, mint a forralás, megvitatjuk annak különbségeit a korábban figyelembe vett párolgási folyamattól, bevezetünk egy ilyen értéket, mint a forráspontot, és megvitatjuk, 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: Forraljuk. Fajlagos párolgási és kondenzációs hő

Az utolsó leckében már foglalkoztunk a párologtatás egyik fajtájával - a párologtatással - és rávilágítottunk ennek a folyamatnak a tulajdonságaira. Ma egy olyan típusú elpárologtatásról fogunk beszélni, mint a forrási folyamat, és bemutatunk egy értéket, amely számszerűen jellemzi a párolgási folyamatot - a párolgási és kondenzációs fajhőt.

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

Hasonlítsunk össze kétféle párologtatást egymással. 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 egyes anyag esetében eltérő, és forráspontnak nevezik. Azt is meg kell jegyezni, hogy a párolgás csak a folyadék szabad felületéről, vagyis a környező gázoktól elhatároló területről történik, és a forráspont a teljes térfogatban azonnal megtörténik.

Tekintsük részletesebben a forralás folyamatát. Képzeljünk el egy olyan helyzetet, amellyel sokan többször is találkoztunk - ez a víz felmelegítése és forralása egy bizonyos edényben, például egy serpenyőben. A fűtés során bizonyos mennyiségű hőt adnak át a víznek, ami annak növekedéséhez vezet belső energia valamint a molekulák mozgásának aktivitásának növekedése. Ez a folyamat egy bizonyos szakaszig tart, amíg a molekulamozgás energiája elegendő lesz a forráshoz.

A vízben oldott gázok (vagy egyéb szennyeződések) vannak jelen, amelyek szerkezetében felszabadulnak, ami az úgynevezett párolgási központok kialakulásához vezet. Vagyis ezekben a központokban gőz szabadul fel, és buborékok képződnek a teljes víztérfogatban, amelyeket a forralás során figyelnek meg. Fontos megérteni, hogy ezek a buborékok nem levegő, hanem gőz, 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 gőzt bocsátanak ki.

Megjegyzendő, hogy nem minden gőzbuborék éri el egyszerre a víz szabad felszínét. A forralás kezdetén a víz még messze nem egyenletesen melegszik, és az alsó rétegek, amelyek közelében a hőátadási folyamat zajlik, még a konvekciós folyamatot figyelembe véve is forróbbak, mint a felsők. Ez oda vezet, hogy az alulról felszálló gőzbuborékok a felületi feszültség jelensége miatt összeesnek, még nem érik el a víz szabad felszínét. Ugyanakkor a buborékok belsejében lévő gőz átjut a vízbe, ezáltal felmelegíti azt, és felgyorsítja a víz egyenletes melegítésének folyamatát a teljes térfogatban. Ennek eredményeként, amikor a víz szinte egyenletesen melegszik, szinte minden gőzbuborék elkezd elérni a víz felszínét, és megkezdődik az intenzív párolgás 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 adnak az égőhöz, amely felmelegíti a vizet, az csak a forralás intenzitását növeli, a folyadék hőmérsékletét nem. Ha komolyabban elmélyülünk a forralás folyamatában, érdemes megjegyezni, hogy a vízben vannak olyan területek, ahol a forráspont fölé melegedhet, de az ilyen túlmelegedés mértéke általában nem haladja meg az egy-két fok, és a folyadék teljes térfogatában elenyésző. A víz forráspontja normál nyomáson 100°C.

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

Más folyadékok forralásának folyamata ugyanúgy megy végbe, mint a víz forralása. A fő különbség ezekben a folyamatokban az anyagok eltérő forráspontjaiban rejlik, amelyek normál légköri nyomáson már mért táblázatos értékek. Jelöljük meg ezeknek a hőmérsékleteknek a fő értékeit a táblázatban.

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

A forráspont nyomástól való függése környezet működési elve alapján egy ilyen jól ismert konyhai készülék mint egy gyorsfőző (2. ábra). Ez egy szorosan záródó fedéllel ellátott serpenyő, amely alatt a víz párolgása során a levegő nyomása gőzzel eléri a 2 atmoszférikus nyomást, ami a víz forráspontjának növekedéséhez vezet. nak nek . Emiatt a benne lévő élelmiszerrel rendelkező víznek 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 hegyvidéki utazásaira vonatkozik. Kiderült, hogy egy 3000-5000 m magasságban elhelyezkedő területen a víz forráspontja a légköri nyomás csökkenése miatt még alacsonyabb értékekre csökken, ami a túrákon főzési nehézségeket okoz, mert a hatékony hőkezelés Ebben az esetben sokkal hosszabb ideig tart, mint normál körülmények között. Körülbelül 7000 méteres magasságban a víz forráspontja eléri a , ami lehetetlenné teszi sok termék főzését ilyen körülmények között.

Azon a forrásponton különféle anyagok különböznek, bizonyos anyagok szétválasztási technológiái alapulnak. Például, ha figyelembe vesszük az olaj hevítését, amely sok komponensből álló összetett folyadék, akkor a forralás során több különböző anyagra osztható. 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 bármelyik fizikai folyamat, a forrást valamilyen számértékkel kell jellemezni, ezt az értéket nevezzük fajlagos párolgási hőnek.

Ahhoz hogy megértsük fizikai jelentése Ennek az értéknek az értékéhez vegyük a következő példát: vegyünk 1 kg vizet és melegítsük fel forráspontig, majd mérjük meg, mennyi hő szükséges a víz teljes elpárologtatásához (a hőveszteség nélkül) - ez az érték megegyezik a víz fajhőjével. víz párologtatása. Egy másik anyag esetében ez a hőérték eltérő lesz, és ennek az anyagnak a fajlagos párolgási hője lesz.

A párolgási fajhő nagyon fontos jellemzőnek bizonyul modern technológiák fémgyártás. Kiderül, hogy például a vas olvadása és elpárolgása során, amelyet kondenzációja és megszilárdulása követ, kristály cella az eredeti mintánál nagyobb szilárdságot biztosító szerkezettel.

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

mértékegység: .

Az anyagok fajlagos párolgási hőjét laboratóriumi körülmények között végzett kísérletek határozzák meg, és a fő anyagokra vonatkozó értékeit a megfelelő táblázat tartalmazza.

Anyag

A forralás egy 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 a folyadék belső energiája azonos hőmérsékleten.
A forralás során a folyadék gőzzé történő átviteléhez 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 1 kg adott anyag forráspontján gőzzé alakuljon. Mértékegység fajlagos hő párologtatás az SI rendszerben:
[ L ] = 1 J/kg
A nyomás növekedésével a folyadék forráspontja emelkedik, a párolgási fajhő csökken, és fordítva.

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

MI TÖRTÉNIK A FOLYADÉKBEL FORRÁSKOR?

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

Egy bizonyos méretet elérve leválik az aljáról, felemelkedik a víz felszínére és felrobban. Ebben az esetben a gőz elhagyja a folyadékot. Ha a vizet nem melegítik fel eléggé, akkor 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 légbuborékra emelőerő hat:
Fpod \u003d Farchiméd - Fgravitáció
A buborék az aljára van nyomva, mivel a nyomóerők nem hatnak az alsó felületre. Melegítéskor a buborék kitágul a benne lévő gáz miatt, és leválik az aljáról, amikor az emelőerő valamivel nagyobb, mint a nyomóerő. Az, hogy mekkora buborék tud letörni az aljáról, az alakjától függ. A fenéken lévő buborékok alakját az edényfenék nedvesíthetősége határozza meg.

A nedvesedés inhomogenitása és az alsó buborékok összeolvadása a méretük növekedéséhez vezetett. Nál nél nagy méretek Amikor egy buborék mögé emelkedik, üregek, rések és örvények keletkeznek.

Amikor a buborék kipukkan, az azt körülvevő összes folyadék befelé rohan, és gyűrű alakú hullám keletkezik. Záráskor feldob egy vízoszlopot.

Amikor a felrobbanó buborékok összeesnek a folyadékban, ultrahangfrekvenciás lökéshullámok terjednek hallható zaj kíséretében. A forralás kezdeti szakaszaira jellemző a leghangosabb és magas hangok(a színpadon " fehér kulcs"teáskanna" énekel").

(forrás: virlib.eunnet.net)

A VÍZ ÖSSZESÜLT ÁLLAPOTÁNAK VÁLTOZÁSÁNAK HŐMÉRSÉKLET-GRAFONJA

NÉZZE MEG A KÖNYVESPOLCOT!

ÉRDEKES

Miért van lyuk a teáskanna fedelén?
A gőz kiengedésére. Ha nincs lyuk a fedélen, a gőz a vízforraló kifolyójára csaphat vizet.
___

A burgonya főzésének időtartama a forralás pillanatától kezdve nem függ a fűtőkészülék teljesítményétől. Az időtartamot a termék forrásponton való tartózkodási ideje határozza meg.
A fűtőelem teljesítménye nem befolyásolja a forráspontot, csak a víz párolgási sebességét.

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

"Az edények könnyen átforrnak a szélén - rossz időre!"
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 légnyomás mellett 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 forr. ___

A jelentős magasságban fekvő hegyvidékeken, csökkentett légköri nyomáson a víz 100 Celsius-fok alatti hőmérsékleten forr fel.

Egy ilyen étel elkészítésére való várakozás tovább tart.

Lehűtjük... és felforr!

Általában a víz 100 Celsius fokon forr. Forraljuk fel a vizet a lombikban az égőn. Kapcsoljuk ki az égőt. A víz leáll forrni. Lezárjuk a lombikot egy dugóval, és elkezdjük óvatosan hideg vizet önteni a dugóra. Mi az? Megint forr a víz!

..............................

a sugár alatt hideg víz egy kis víz a lombikba, és ezzel együtt a vízgőz hűlni kezd.
Csökken a gőztérfogat és megváltozik a vízfelszín feletti nyomás...
Mit gondolsz, melyik irányba?
... A víz forráspontja csökkentett nyomáson 100 fok alatt van, és a lombikban lévő víz újra felforr!
____

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

Körülbelül a feléig vizet szívhat a fecskendőbe, zárja le ugyanazzal a dugóval, és élesen húzza meg a dugattyút. Sok buborék 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 forrt. 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 edénybe egy alacsony forráspontú folyadékot tartalmazó rekesz van felszerelve. 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.

MIÉRT?

Ön szerint meg lehet főzni a tojást keményre, 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 forralni a vizet melegítés nélkül?

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

Meghatározás

Mi az a forralás? 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 olyan dolog, mint a forráspont. A gőzképződés sebessége a nyomástól is függ. Állandónak kell lennie. Általános szabály, hogy a folyadék fő jellemzője vegyi anyagok a forráspont normál légköri nyomáson. Ezt a folyamatot azonban olyan tényezők is befolyásolhatják, mint például az intenzitás hang hullámok, levegő ionizáció.

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:

Az edény alján, valamint a falán kis buborékok kezdenek képződni. Ez annak a ténynek az eredménye, hogy a tartályt alkotó anyag repedéseiben levegő található, amely magas hőmérséklet hatására kitágul.
A buborékok térfogata növekedni kezd, ennek eredményeként kitörnek a víz felszínére. Ha felső réteg a folyadék még nem érte el a forráspontot, az üregek lesüllyednek az aljára, ami után újra emelkedni kezdenek. Ez a folyamat hanghullámok kialakulásához vezet. Ezért hallunk zajt, amikor a víz felforr.
A felszínre úszik a legnagyobb számban buborékok, ami azt a benyomást kelti. Ezután a folyadék sápadt lesz. Figyelembe véve vizuális hatás, ezt a forralási szakaszt "fehér kulcsnak" nevezik.
Erős forrongás van, amihez nagy buborékok képződnek, amelyek gyorsan kipukkadnak. Ezt a folyamatot fröccsenések megjelenése, valamint intenzív gőzképződés kíséri.

Fajlagos párolgási hő

Szinte minden nap szembesülünk olyan jelenséggel, mint a forráspont. A párolgási fajhő egy fizikai mennyiség, amely meghatározza a hőmennyiséget. Az ő segítségével folyékony anyagátváltható par. Ennek a paraméternek a kiszámításához el kell osztani a párolgási hőt a tömeggel.

Hogy áll a mérés

A fajlagos mutató mérése a laboratóriumban megfelelő kísérletek elvégzésével történik. Ezek a következők:

kimért szükséges mennyiséget folyadékot, amelyet ezután a kaloriméterbe öntünk;
elvégzik a víz hőmérsékletének kezdeti mérését;
az égőre egy lombikot helyeznek el, amelyben a vizsgálandó anyag előzetesen el van helyezve;
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

A forralás kérdésével foglalkozva érdemes megjegyezni, hogy több módja is van. Így hevítéskor gőz képződhet buborékok formájában. Időnként nőnek és felrobbannak. Ezt a forralási módot buborékosnak nevezik. Általában a gőzzel töltött üregek pontosan az edény falainál keletkeznek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy általában túlmelegednek. Ez szükséges feltétel forraláshoz, mert különben a buborékok összeesnek, nem érnek el nagy méretet.

Film főzési mód

Mi az a forralás? Ennek a folyamatnak a legegyszerűbb módja a párologtatás egy bizonyos hőmérsékleten és állandó nyomáson. A buborék mód mellett film mód is megkülönböztethető. Lényege abban rejlik, hogy erősítéskor 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.

Forráspont

Meg kell jegyezni, hogy a forráspont függ a felmelegített folyadék felületére kifejtett nyomástól. Tehát általánosan elfogadott, hogy a víz felforr, ha 100 Celsius fokra melegítik. Ennek ellenére ez a mutató csak akkor tekinthető tisztességesnek, ha a légköri nyomás mutatója normálisnak tekinthető (101 kPa). Ha nő, akkor a forráspont is felfelé változik. Így például a népszerű gyorsfőző edényekben a nyomás körülbelül 200 kPa. Így a forráspont 20 ponttal (akár 20 fokig) emelkedik.

A hegyvidéki területek az alacsony légköri nyomás példájának tekinthetők. Tehát, mivel ott meglehetősen kicsi, a víz körülbelül 90 fokos hőmérsékleten forrni kezd. Az ilyen területek lakóinak sokkal több időt kell tölteniük az étel elkészítésével. Így például egy tojás főzéséhez a vizet legalább 100 fokkal fel kell melegíteni, különben a fehérje nem alvósodik meg.

Egy anyag forráspontja a telítési 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 klór- és nátriumionok a vízmolekulák között helyezkednek el. Így a forralás nagyságrenddel több energiát, és ennek megfelelően időt igényel. Ezenkívül az ilyen víz sokkal kevesebb gőzt termel.

A vízforraló víz forralására szolgál életkörülmények. Ha tiszta folyadékot használunk, akkor ennek a folyamatnak a hőmérséklete a szabványos 100 fok. Hasonló körülmények között a desztillált víz felforr. Ez azonban egy kicsit kevesebb időt vesz igénybe, ha figyelembe veszi az idegen szennyeződések hiányát.

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 a párologtatás módjai, ami bizonyos körülmények között megtörténik. Tehát a forralás az első fajta. Ez a folyamat intenzívebb, mint a gőzzsebek kialakulása miatt. 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. Az atomok és molekulák "repülése" következik be, amelyek kapcsolata a többi részecskével bizonyos körülmények hatására meggyengül. A párolgási sebesség a következő tényezők hatására változhat:

folyadék felülete;
magának az anyagnak a hőmérséklete, valamint a környezet;
a molekulák mozgási sebessége;
anyag típusa.

A forrásban lévő víz energiáját az ember széles körben használja 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 van egy lyuk a teáskanna fedelén, de kevesen gondolnak a céljára. Ez a gőz részleges felszabadítása érdekében történik. Ellenkező esetben a víz kifröccsenhet a kifolyón keresztül.
A burgonya, a tojás és más élelmiszerek főzési ideje nem függ a fűtőtest teljesítményétől. Csak az számít, hogy mennyi ideig voltak forrásban lévő víz hatása alatt.
A fűtőberendezés teljesítménye nem befolyásolja az olyan mutatót, mint a forráspont. Csak a folyadék párolgási sebességét befolyásolhatja.
A forralás nem csak a víz melegítéséről szól. Ez a folyamat a folyadék megfagyását is okozhatja. Tehát a forralás során folyamatosan ki kell pumpálni a levegőt az edényből.
Az egyik legtöbb tényleges 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 legforróbb vizet mély földalatti bányákban nyerik.
út kísérleti tanulmányok A tudósoknak sikerült megállapítaniuk, hogy a Marson lévő víz 45 Celsius fokos hőmérsékleten forr.

Forrhat-e a víz szobahőmérsékleten?

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

Forraljon fel 200 ml vizet egy literes lombikban, és amikor az edény megtelt gőzzel, szorosan zárja le, és vegye le a tűzről. Miután a kristályosító fölé helyezte, meg kell várnia a forrási folyamat végét. Ezután a lombikot öntjük hideg víz. Ezt követően az edényben ismét intenzív forralás kezdődik. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az alacsony hőmérséklet hatására a lombik felső részében lévő gőz leereszkedik.

Tudod, milyen hőmérsékletű a főtt leves? 100 ˚С. Se több se kevesebb. Ugyanezen a hőmérsékleten felforr a vízforraló, és kifőzzük a tésztát. Mit jelent?

Miért nem emelkedik száz fok fölé a benne lévő víz hőmérséklete, ha egy serpenyőt vagy vízforralót folyamatosan égő gázzal hevítenek? Az a tény, hogy amikor a víz hőmérséklete eléri a száz fokot, minden bejövő hőenergia a víz gáz halmazállapotúvá alakítására, azaz elpárologtatására fordítják. Száz fokig főként a felszínről történik a párolgás, és amikor eléri ezt a hőmérsékletet, a víz felforr. A forralás is párologtatás, de csak a folyadék teljes térfogatán. A víz belsejében forró gőzbuborékok keletkeznek, amelyek könnyebbek a víznél, ezek a buborékok a felszínre törnek, és a belőlük lévő gőz a levegőbe kerül.

Akár száz fokig is megemelkedik a víz hőmérséklete melegítéskor. Száz fok után további melegítéssel a vízgőz hőmérséklete megnő. De amíg az összes víz fel nem forr száz fokon, addig a hőmérséklete nem fog emelkedni, akármennyi energiát is alkalmazol. Már kitaláltuk, hová megy ez az energia - a víz gáz halmazállapotúvá történő átmenetéhez. De ha létezik ilyen jelenség, akkor lennie kell leírva ezt a jelenséget. fizikai mennyiség. És létezik ilyen érték. Ezt nevezik fajlagos párolgási hőnek.

A víz fajlagos párolgási hője

A párolgási fajhő egy fizikai mennyiség, amely azt a hőmennyiséget jelzi, amely szükséges ahhoz, hogy 1 kg folyadékot gőzzé alakítson a forrásponton. A fajlagos párolgási hőt L betű jelöli. A mértékegység pedig a joule kilogrammonként (1 J / kg).

A fajlagos párolgási hő a képletből adódik:

ahol Q a hőmennyiség,
m - testtömeg.

A képlet egyébként ugyanaz, mint a fajlagos olvadási hő számításakor, a különbség csak a megnevezésben van. λ és L

Tapasztalati úton megtalálták a különböző anyagok fajlagos párolgási hőjének értékeit, és táblázatokat állítottak össze, amelyekből az egyes anyagokra vonatkozóan megtalálhatók az adatok. Így a víz fajpárolgási hője az 2,3*106 J/kg. Ez azt jelenti, hogy minden kilogramm vízhez 2,3 * 106 J energiát kell fordítani, hogy gőzzé alakuljon. De ugyanakkor a víznek már forrásponttal kell rendelkeznie. Ha a víz kezdetben alacsonyabb hőmérsékletű volt, akkor ki kell számítani azt a hőmennyiséget, amely a víz száz fokos melegítéséhez szükséges.

Valós körülmények között gyakran meg kell határozni a szükséges hőmennyiséget egy bizonyos tömegű folyadék gőzzé alakulása, ezért gyakrabban kell foglalkozni a következő képlettel: Q \u003d Lm, és egy adott anyag fajlagos párolgási hőjének értékeit kész táblázatokból veszik.

Téma: Aggregált halmazállapotok

Tanulság: Forraljuk. Fajlagos párolgási és kondenzációs hő

Tekintsük részletesebben a forralás folyamatát. Képzeljünk el egy olyan helyzetet, amellyel sokan többször is találkoztunk - ez a víz felmelegítése 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 tart, amíg a molekulamozgás energiája elegendő lesz a forráshoz.

Fontos kiemelni, hogy az a hőmérséklet, amelyen a forrási folyamat végbemegy, akkor is változatlan marad, ha a folyadék hőellátásának intenzitását növeljük. Egyszerűen fogalmazva, ha a forralás közben gázt ad az égőhöz, amely felmelegíti a vizet, az csak a forralás intenzitását növeli, a folyadék hőmérsékletét nem. Ha komolyabban elmélyülünk a forralás folyamatában, érdemes megjegyezni, hogy a vízben vannak olyan területek, ahol a forráspont fölé melegedhet, de az ilyen túlmelegedés mértéke általában nem haladja meg az egy-két fok, és a folyadék teljes térfogatában elenyésző. A víz forráspontja normál nyomáson 100°C.

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

A forráspontnak ez a környezeti nyomástól való függése az alapja egy olyan jól ismert konyhai készülék működési elvének, mint a gyorsfőző (2. ábra). Ez egy szorosan záródó fedéllel ellátott serpenyő, amely alatt a víz párolgása során a levegő nyomása gőzzel eléri a 2 atmoszférikus nyomást, ami a víz forráspontjának növekedéséhez vezet. nak nek . Emiatt a benne lévő élelmiszerrel rendelkező víznek 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 hegyvidéki utazásaira vonatkozik. Kiderült, hogy egy 3000-5000 m tengerszint feletti magasságban található területen a víz forráspontja a légköri nyomás csökkenése miatt még alacsonyabb értékekre csökken, ami a túrákon főzési nehézségeket okoz, mert a hatékony termikus élelmiszer feldolgozása Ebben az esetben sokkal hosszabb időre van szükség, mint normál körülmények között. Körülbelül 7000 méteres magasságban a víz forráspontja eléri a , ami lehetetlenné teszi sok termék főzését ilyen körülmények között.

Az anyagok szétválasztásának egyes technológiái azon a tényen alapulnak, hogy a különböző anyagok forráspontja eltérő. Például, ha figyelembe vesszük az olaj hevítését, amely sok komponensből álló összetett folyadék, akkor a forralás során több különböző anyagra osztható. 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 minden fizikai folyamatot, a forrást is valamilyen számértékkel kell jellemezni, ezt az értéket nevezzük fajlagos párolgási hőnek.

Ennek a mennyiségnek 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 hőveszteség nélkül) - ez az érték egyenlő legyen a víz fajpárolgási hőjével. Egy másik anyag esetében ez a hőérték eltérő lesz, és ennek az anyagnak a fajlagos párolgási hője lesz.

A fajlagos párolgási hő a fémgyártás modern technológiáiban nagyon fontos jellemzőnek bizonyul. Kiderül, hogy például a vas olvadása és párolgása, majd kondenzációja és megszilárdulása során az eredeti mintánál nagyobb szilárdságot biztosító szerkezetű kristályrács keletkezik.

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

mértékegység: .

Az anyagok fajlagos párolgási hőjét laboratóriumi körülmények között végzett kísérletek határozzák meg, és a fő anyagokra vonatkozó értékeit a megfelelő táblázat tartalmazza.

Anyag