Вриењето е процес на испарување што настанува кога течноста ќе се доведе до точка на вриење. Секој човек знае од својата училишна клупа дека водата врие на t=100˚С. Но, многу луѓе се заинтересирани за прашањето која вода врие побрзо: солена или свежа?

Вриењето е прилично сложен процес кој се состои од четири фази:

• Прва фазасе карактеризира со појава на мали воздушни меури кои се појавуваат и на површината на течноста и на страна. Нивната појава е резултат на ширење на воздушни меури лоцирани во микроскопски пукнатини во контејнерот.
• Во текот на втората фазаможе да се види дека меурчињата се зголемуваат во волумен и се повеќе од нив се појавуваат на врвот. Овој феномен се објаснува со зголемување на температурата, при што се зголемува притисокот врз меурчињата. Благодарение на архимедската сила, тие се појавуваат на површината. Ако нема време да се загрее до точката на вриење (100˚C), тогаш меурите повторно одат на дното, каде што водата е потопла. Бучавата карактеристика на вриење се создава кога големината на меурите се зголемува и намалува.
• Во третата фазасе забележува маса од меурчиња, кои издигнувајќи се на површината предизвикуваат краткотрајно заматеност на водата.
• Четврта фазасе карактеризира со интензивно тлеење и појава на големи меурчиња, кои при пукање создаваат прскање. Последните укажуваат дека водата зоврила. Се појавува водена пареа, а водата создава звуци карактеристични за вриење.

Свежа вода што врие

Врела вода е вода доведена до вриење. Во текот на овој процес, се јавува изобилство формирање на пареа, што е придружено со ослободување на слободни молекули на кислород од течноста што врие. Поради продолжената изложеност на високи температури, микробите и патогените бактерии умираат во врела вода. Затоа, ако квалитетот на водата од чешма е лош, непожелно е да се консумира сирова.

Свежата, но тврда вода содржи соли. За време на вриење тие формираат облога на ѕидовите на котелот, што почесто се нарекува бигор. Водата што врие најчесто се користи за подготовка на топли пијалоци или за дезинфекција на овошје или зеленчук.

Кога солената вода ќе зоврие

Експериментите покажуваат дека точката на вриење на солената вода е повисока од точката на вриење на свежата вода. Затоа, можеме да заклучиме дека свежата вода побрзо врие. Солената вода содржи јони на хлор и натриум, кои се наоѓаат меѓу молекулите на водата. Помеѓу нив се случува процесот на хидратација - додавање на молекули на вода во јони на сол.

Вреди да се напомене дека врската за хидратација е многу посилна од водната интермолекуларна врска. Затоа, кога свежата вода ќе зоврие, процесот на испарување започнува побрзо. Течноста со растворени соли во неа бара малку повеќе енергија за да зоврие, што во оваа ситуација е температура.

Кога се зголемува, молекулите во солената вода се движат многу побрзо, но нивниот број се намалува, што значи дека тие се судираат поретко. Ова е она што може да ја објасни помалата количина на пареа - на крајот на краиштата, нејзиниот притисок е помал од оној на свежата вода. За да се постигне поголем од атмосферскиот притисок во солената вода и да почне да врие, потребна е повисока температура.

Уште едно оправдување

Кога готват, многу домаќинки ја солат водата на почетокот на процесот, наведувајќи го фактот дека на овој начин таа побрзо ќе зоврие. А некои наоѓаат објаснување зошто солената вода врие побрзо, потпирајќи се на училишното знаење за курсот по физика, имено теми поврзани со пренос на топлина. Како што е познато, преносот на топлина е од три вида: пренос на топлина, кој е карактеристичен за цврстите материи, конвекција, која е присутна во гасовити и течни тела и зрачење.

Последниот тип на пренос на топлина постои дури и во вселената. Тоа го потврдуваат и ѕвездите и, се разбира, сонцето. Но, сепак, главниот фактор во ова прашање е густината. Со оглед на тоа што солената вода има поголема густина од свежата, таа побрзо врие. Во исто време, потребно е повеќе време за замрзнување. Следствено, со погуста течност, преносот на топлина ќе биде поактивен и ќе се појави побрзо вриење.

Врела вода при намален притисок: Видео

Секој знае дека точката на вриење на водата при нормален атмосферски притисок (околу 760 mm Hg) е 100 °C. Но, не секој знае дека водата може да врие на различни температури. Точката на вриење зависи од повеќе фактори. Доколку се исполнети одредени услови, водата може да врие на +70 °C, и на +130 °C, па дури и на 300 °C! Да ги погледнеме причините подетално.

Што ја одредува точката на вриење на водата?

Вриењето на водата во контејнер се случува според одреден механизам. Како што течноста се загрева, на ѕидовите на садот во кој се истура се појавуваат воздушни меури. Внатре во секој меур има пареа. Температурата на пареата во меурите првично е многу повисока од загреаната вода. Но, неговиот притисок во овој период е поголем отколку внатре во меурчињата. Додека водата не се загрее, пареата во меурите се компресира. Потоа, под влијание на надворешен притисок, меурчињата пукаа. Процесот продолжува додека температурите на течноста и пареата во меурите не се изедначат. Сега топчињата со пареа можат да се издигнат на површината. Водата почнува да врие. Тогаш процесот на загревање престанува, бидејќи вишокот топлина се отстранува со пареа во атмосферата. Ова е термодинамичка рамнотежа. Да се ​​потсетиме на физиката: притисокот на водата се состои од тежината на самата течност и притисокот на воздухот над садот со вода. Така, со промена на еден од двата параметри (течен притисок во садот и атмосферски притисок), можете да ја промените точката на вриење.

Која е точката на вриење на водата во планините?

Во планините, точката на вриење на течноста постепено се намалува. Ова се должи на фактот дека атмосферскиот притисок постепено се намалува при искачување на планина. За да зоврие водата, притисокот во меурите што се појавуваат за време на процесот на загревање мора да биде еднаков на атмосферскиот притисок. Затоа, со секои 300 m зголемување на надморската височина во планините, точката на вриење на водата се намалува за приближно еден степен. Овој тип на врела вода не е толку жешка како течноста што врие на рамен терен. На големи надморски височини е тешко, а понекогаш и невозможно да се свари чај. Зависноста на зовриената вода од притисокот изгледа вака:

Висина
Точка на вриење

Што е со други услови?

Која е точката на вриење на водата во вакуум? Вакуумот е ретка средина во која притисокот е значително помал од атмосферскиот притисок. Точката на вриење на водата во ретка средина зависи и од преостанатиот притисок. При вакуумски притисок од 0,001 атм. течноста ќе зоврие на 6,7 °C. Типично, преостанатиот притисок е околу 0,004 атм, така што при овој притисок водата врие на 30 °C. Со зголемување на притисокот во ретка средина, точката на вриење на течноста ќе се зголеми.

Зошто водата врие на повисока температура во затворен сад?

Во херметички затворен сад, точката на вриење на течноста е поврзана со притисокот во садот. За време на процесот на загревање, се ослободува пареа, која се таложи како кондензација на капакот и ѕидовите на садот. Така, притисокот во садот се зголемува. На пример, во шпорет под притисок притисокот достигнува 1,04 атм, па течноста во него врие на 120 °C. Вообичаено, во такви контејнери, притисокот може да се регулира со помош на вградени вентили, а со тоа и температурата.

Вриењето е процес на менување на состојбата на агрегација на супстанцијата. Кога зборуваме за вода, мислиме на промена од течна состојба во состојба на пареа. Важно е да се напомене дека вриењето не е испарување, што може да се случи дури и на собна температура. Исто така, не треба да се меша со вриење, што е процес на загревање на водата до одредена температура. Сега кога ги разбравме концептите, можеме да одредиме на која температура водата врие.

Процес

Процесот на трансформација на состојбата на агрегација од течна во гасовита е сложен. И иако луѓето не го гледаат, постојат 4 фази:

1. Во првата фаза, на дното на загреаниот сад се формираат мали меурчиња. Може да се видат и на страните или на површината на водата. Тие се формираат поради ширењето на воздушните меури, кои се секогаш присутни во пукнатините на контејнерот каде што се загрева водата.
2. Во втората фаза, обемот на меурчиња се зголемува. Сите тие почнуваат да брзаат на површината, бидејќи внатре во нив има заситена пареа, која е полесна од водата. Како што се зголемува температурата на греењето, притисокот на меурите се зголемува, а тие се туркаат на површината благодарение на добро познатата сила на Архимед. Во овој случај, можете да го слушнете карактеристичниот звук на вриење, кој се формира поради постојаното проширување и намалување на големината на меурите.
3. Во третата фаза, на површината може да се видат голем број меурчиња. Ова првично создава заматување во водата. Овој процес популарно се нарекува „бело вриење“ и трае краток временски период.
4. Во четвртата фаза, водата интензивно врие, на површината се појавуваат големи пукачки меурчиња и може да се појават прскања. Најчесто, прскањето значи дека течноста ја достигнала максималната температура. Од водата ќе почне да излегува пареа.

Познато е дека водата врие на температура од 100 степени, што е можно само во четвртата фаза.

Температура на пареа

Пареата е една од состојбите на водата. Кога ќе влезе во воздухот, тој, како и другите гасови, врши одреден притисок врз него. За време на испарувањето, температурата на пареата и водата останува константна додека целата течност не ја промени состојбата на агрегација. Овој феномен може да се објасни со фактот дека за време на вриење, целата енергија се троши на претворање на водата во пареа.

На самиот почеток на вриење се формира влажна, заситена пареа, која станува сува откако ќе испари целата течност. Ако неговата температура почне да ја надминува температурата на водата, тогаш таквата пареа се прегрее, а неговите карактеристики ќе бидат поблиску до гасот.

Зовриена солена вода

Прилично е интересно да се знае на која температура врие водата со висока содржина на сол. Познато е дека тој треба да биде поголем поради содржината на јони Na+ и Cl- во составот, кои го зафаќаат просторот помеѓу молекулите на водата. Така хемискиот состав на водата со сол се разликува од обичната свежа течност.

Факт е дека во солената вода се одвива реакција на хидратација - процес на додавање молекули на вода во јони на сол. Врските помеѓу молекулите на свежата вода се послаби од оние кои се формираат за време на хидратацијата, така што ќе биде потребно подолго време за да зоврие течноста со растворена сол. Како што се зголемува температурата, молекулите во солената вода се движат побрзо, но ги има помалку, што предизвикува нивно поретко судирање. Како резултат на тоа, се произведува помалку пареа и затоа нејзиниот притисок е помал од притисокот на пареата на свежата вода. Следствено, ќе биде потребна повеќе енергија (температура) за целосно испарување. Во просек, за да се вари еден литар вода што содржи 60 грама сол, потребно е да се зголеми степенот на вриење на водата за 10% (односно за 10 C).

Зависност на вриење од притисок

Познато е дека на планините, без разлика на хемискиот состав на водата, точката на вриење ќе биде помала. Ова се случува затоа што атмосферскиот притисок е помал на надморска височина. Се смета дека нормалниот притисок е 101,325 kPa. Со него, точката на вриење на водата е 100 степени Целзиусови. Но, ако се искачите на планина, каде што притисокот е во просек 40 kPa, тогаш водата таму ќе зоврие на 75,88 C. Но, тоа не значи дека ќе треба да поминете речиси половина од времето за готвење во планините. Термичката обработка на храната бара одредена температура.

Се верува дека на надморска височина од 500 метри надморска височина водата ќе врие на 98,3 C, а на надморска височина од 3000 метри точката на вриење ќе биде 90 C.

Имајте предвид дека овој закон се применува и во спротивна насока. Ако ставите течност во затворена колба низ која не може да помине пареата, тогаш како што температурата се зголемува и се формира пареа, притисокот во оваа колба ќе се зголеми, а вриење при зголемен притисок ќе се појави на повисока температура. На пример, при притисок од 490,3 kPa, точката на вриење на водата ќе биде 151 C.

Зовриена дестилирана вода

Дестилирана вода е прочистена вода без никакви нечистотии. Често се користи за медицински или технички цели. Имајќи предвид дека во таквата вода нема нечистотии, таа не се користи за готвење. Интересно е да се забележи дека дестилираната вода врие побрзо од обичната свежа вода, но точката на вриење останува иста - 100 степени. Сепак, разликата во времето на вриење ќе биде минимална - само дел од секундата.

Во чајник

Луѓето често се прашуваат на која температура врие водата во котел, бидејќи тоа се уредите што ги користат за вриење течности. Имајќи го предвид фактот дека атмосферскиот притисок во станот е еднаков на стандардниот, а употребената вода не содржи соли и други нечистотии што не треба да ги има, тогаш и точката на вриење ќе биде стандардна - 100 степени. Но, ако водата содржи сол, тогаш точката на вриење, како што веќе знаеме, ќе биде поголема.

Заклучок

Сега знаете на која температура врие водата и како атмосферскиот притисок и составот на течноста влијаат на овој процес. Нема ништо комплицирано во ова, а децата добиваат такви информации на училиште. Главната работа е да се запамети дека како што се намалува притисокот, точката на вриење на течноста исто така се намалува, а како што се зголемува, исто така се зголемува.

На Интернет можете да најдете многу различни табели кои укажуваат на зависноста на точката на вриење на течноста од атмосферскиот притисок. Тие се достапни за секого и активно се користат од ученици, студенти, па дури и наставници во институтите.

Ако течноста се загрее, таа ќе зоврие на одредена температура. Кога течноста ќе зоврие, се формираат меурчиња, се креваат до врвот и пукаат. Меурчињата содржат воздух што содржи водена пареа. Кога ќе пукнат меурчињата, пареата излегува и на тој начин течноста интензивно испарува.

Различни материи во течна состојба врие на своја карактеристична температура. Покрај тоа, оваа температура зависи не само од природата на супстанцијата, туку и од атмосферскиот притисок. Значи, водата при нормален атмосферски притисок врие на 100 °C, а во планините, каде што притисокот е помал, водата врие на пониска температура.

Кога течноста ќе зоврие, дополнителното снабдување со енергија (топлина) не ја зголемува нејзината температура, туку едноставно го одржува вриењето. Односно, енергијата се троши на одржување на процесот на вриење, а не на зголемување на температурата на супстанцијата. Затоа, во физиката таков концепт како специфична топлина на испарување(L). Тоа е еднакво на количината на топлина потребна за целосно зовривање на 1 кг течност.

Јасно е дека различни супстанции имаат своја специфична топлина на испарување. Значи за вода е еднакво на 2,3 · 10 6 J/kg. За етер, кој врие на 35 °C, L = 0,4 10 6 J/kg. За жива што врие на 357 °C, L = 0,3 10 6 J/kg.

Каков е процесот на вриење? Кога водата се загрева, но сè уште не ја достигнала својата точка на вриење, почнуваат да се формираат мали меурчиња. Тие обично се формираат на дното на садот, бидејќи обично се загреваат под дното, а температурата таму е повисока.

Меурчињата се полесни од водата што ги опкружува и затоа почнуваат да се креваат до горните слоеви. Сепак, температурата овде е уште пониска отколку на дното. Затоа, пареата се кондензира, меурчињата стануваат помали и потешки и повторно паѓаат. Ова се случува додека целата вода не се загрее до точка на вриење. Во тоа време, се слуша бучава што му претходи на вриење.

Кога ќе се достигне точката на вриење, меурчињата повеќе не тонат надолу, туку испливаат на површината и пукаат. Од нив излегува пареа. Во тоа време повеќе не се слуша бучава, туку шумолењето на течноста, што укажува дека таа зоврила.

Така, за време на вриење, исто како и при испарување, се случува премин на течност во пареа. Меѓутоа, за разлика од испарувањето, кое се случува само на површината на течноста, вриењето е придружено со формирање на меурчиња кои содржат пареа низ волуменот. Исто така, за разлика од испарувањето, кое се случува на која било температура, вриењето е можно само на одредена температура карактеристична за дадена течност.

Зошто колку е поголем атмосферскиот притисок, толку е поголема точката на вриење на течноста? Воздухот ја притиска водата и затоа создава притисок внатре во водата. Кога се формираат меурчиња, пареата исто така притиска во нив, и тоа посилно од надворешниот притисок. Колку е поголем надворешниот притисок врз меурите, толку е посилен внатрешниот притисок во нив. Затоа тие се формираат на повисока температура. Тоа значи дека водата врие на повисока температура.

Процес на врела водасе состои од три фази:
- почеток на првата фаза - ситни воздушни меури кои скокаат од дното на котелот или кој било друг сад во кој водата се доведува до вриење и појава на нови формации на меурчиња на површината на водата. Постепено се зголемува бројот на такви меурчиња.

- на вториот фаза на врела водаима масовно брзо издигнување на меурчиња нагоре, предизвикувајќи најпрво мало заматеност на водата, која потоа преминува во „белење“, при што водата изгледа како поток од извор. Овој феномен се нарекува вриење бел клучи исклучително краткотрајни.

– третата фаза е придружена со интензивни процеси на вриење на вода, појава на големи пукачки меурчиња и прскање на површината. Големото количество прскање значи дека водата премногу зоврила.

Патем, ако сакате да пиете чај сварен со чиста природна вода, тогаш можете да нарачате за ова без да го напуштите вашиот дом, на веб-страницата, на пример: http://www.aqualader.ru/. По што доставувачот на вода ќе го достави до вашиот дом.

Обичните набљудувачи одамна го забележале фактот дека сите три фази на зовриена вода се придружени со различни звуци. Водата во првата фаза дава едвај звучен тенок звук. Во втората фаза, звукот се претвора во бучава, потсетувајќи на брмчење на рој пчели. Во третата фаза, звуците на зовриена вода ја губат својата униформност и стануваат остри и гласни, растејќи хаотично.

Сите фаза на врела водалесно се проверуваат со искуство. Откако почнавме да загреваме вода во отворен стаклен сад и периодично да ја мериме температурата, по краток временски период ќе почнеме да забележуваме меурчиња што го покриваат дното и ѕидовите на садот.

Ајде внимателно да го разгледаме меурот што се појавува близу до дното. Постепено зголемувајќи го својот волумен, меурот ја зголемува и површината на контакт со водата што се загрева, која сè уште не достигнала висока температура. Како резултат на ова, пареата и воздухот во меурот се ладат, како резултат на што нивниот притисок се намалува, а гравитацијата на водата го пука меурот. Токму во овој момент водата испушта звук карактеристичен за вриење, што се јавува поради судири на водата со дното на садот во оние места каде што пукаат меурите.

Како што температурата во долните слоеви на водата се приближува до 100 степени Целзиусови, притисокот во меурот се изедначува со притисокот на водата врз нив, како резултат на што меурчињата постепено се шират. Зголемувањето на волуменот на меурите, исто така, доведува до зголемување на силата на пловност врз нив, под чие влијание најобемните меурчиња се отцепуваат од ѕидовите на контејнерот и брзо се креваат нагоре. Ако горниот слој на водата сè уште не достигнал 100 степени, тогаш меурот, паѓајќи во постудена вода, губи дел од водената пареа што се кондензира и оди во водата. Во овој случај, меурчињата повторно се намалуваат во големина и паѓаат под влијание на гравитацијата. Во близина на дното, тие повторно добиваат волумен и се креваат нагоре, а токму овие промени во големината на меурчињата создаваат карактеристичен шум на зовриена вода.

Додека целиот волумен на вода достигне 100 степени, меурчињата што се креваат повеќе не се намалуваат во големина, туку пукаат на самата површина на водата. Во овој случај, пареата се ослободува нанадвор, придружена со карактеристичен звук на шумолење - тоа значи водата врие. Температурата на која течноста достигнува вриење зависи од притисокот што го доживува нејзината слободна површина. Колку е поголем овој притисок, толку е поголема потребната температура и обратно.

Таа вода врие на 100 степени Целзиусовие добро познат факт. Но, вреди да се земе предвид дека оваа температура важи само при нормален атмосферски притисок (околу 101 килопаскал). Како што се зголемува притисокот, се зголемува и температурата на која течноста достигнува вриење. На пример, во шпоретите под притисок храната се готви под притисок кој се приближува до 200 килопаскали, при што точката на вриење на водата е 120 степени. Во вода на оваа температура, готвењето се одвива многу побрзо отколку при нормална температура на вриење - оттука и името на тавата.

Според тоа, намалувањето на притисокот ја намалува точката на вриење на водата. На пример, жителите на планинските региони, кои живеат на надморска височина од 3 километри, постигнуваат вода што врие побрзо од жителите на рамнините - сите фази на зовриена вода се случуваат побрзо, бидејќи за тоа се потребни само 90 степени при притисок од 70 килопаскали. Но, жителите на планината не можат да сварат, на пример, пилешко јајце, бидејќи минималната температура на која се коагулира белото е точно 100 степени Целзиусови.