Как се променя точката на кипене на водата в зависимост от налягането

Защо човек започна да врязва вода, преди да го използва директно? Правилно, за да се предпазите от много патогенни бактерии и вируси. Тази традиция дошла на територията на средновековна Русия преди Петър Велики, въпреки че се вярва, че той е носил първия сановър в страната и въвел ритуала на неспирния вечерен чай. Всъщност някои хора са използвали нашите samovars в древна Русия, за да направят напитки от билки, плодове и корени. Необходимостта от варене тук е основно за извличане на полезни растителни екстракти, а не за дезинфекция. В края на краищата, по това време дори не се знаеше за микрокосмоса, където живеят тези бактерии с вирусите. Въпреки това, благодарение на кипенето, нашата страна беше избегната от световните пандемии на ужасни болести като холера или дифтерия.

Целзийска скала

Велик метеоролог, геолог и астроном от Швеция Андерс Целзий първоначално използвала стойност от 100 градуса, за да покаже точката на замръзване на водата при нормални условия и точката на кипене на водата се приемаше като нула градуса. И дори след смъртта му през 1744 г., не по-малко известен човек, ботаникът Карл Линей и приемникът на Целзий Мортен Стреймър, превърна тази скала за удобство при използването му. Според други източници обаче самият Целзий е направил това малко преди смъртта си. Но във всеки случай, стабилността на свидетелските показания и разбираемото завършване влияят върху широкото й използване сред най-престижните по това време научни професии - химици. И въпреки факта, че на главата на марката мащаб 100 градуса определя постоянна заври водата, а не от началото на неговото замразяване, мащаб се е превърнала от първостепенно значение, за да носи името на своя създател, по Целзий.

Под атмосферата

Не всичко е толкова просто, колкото изглежда на пръв поглед. Ако погледнем някоя диаграма на състоянието в координатите P-T или P-S (ентропията S е функционално зависима от температурата в пряка зависимост), ще видим колко близо са температурата и налягането. По същия начин, точка на кипене водата, в зависимост от налягането, променя своите стойности. И всеки алпинист е много запознат с тази собственост. Всеки, който поне веднъж в живота си разбира височини над 2000-3000 метра над морското равнище, знае колко е трудно да диша на височина. Това се дължи на факта, че колкото по-високо ставаме, толкова по-слаб става въздухът. Атмосферното налягане пада под една атмосфера (под n., Което е под "нормалните условия"). Температурата на врящата вода също пада. В зависимост от налягането на всяка от височините, може да се вари в осемдесет и шейсет градуса Целзий.

Печки под налягане

Въпреки това, трябва да се помни, че въпреки че основните микроби умират при температури над 60 градуса по Целзий, много от тях могат да оцелеят на осемдесет или повече градуса. Ето защо се опитваме да сварим водата, т.е. довеждаме до 100 ° С. Има обаче интересни кухненски уреди, които ви позволяват да съкратите времето и да нагрявате течността до високи температури, без да я кипвате и да изгубите маса чрез изпаряване. Осъзнавайки, че температурата на кипене на водата, в зависимост от натиска, може да се промени, инженерите от Съединените щати въз основа на френския прототип представиха света с тенджера под налягане през 20-те години. Принципът на функциониране се основава на факта, че капакът плътно се притиска към стените, без да има възможност за отстраняване на пара. Вътре се създава повишено налягане и водата кипи при по-високи температури. Тези устройства обаче са доста опасни и често водят до експлозия и сериозни изгаряния на потребителите.

В идеалния случай,

Нека да разгледаме как процесът идва. Представете идеално гладка и безкрайно голяма повърхност отопление, където разпределението на топлина е еднакво (всеки квадратен милиметър от повърхността на сито същото количество топлинна енергия) и неравностите на повърхността клони към нула. В този случай, когато n. у. кипенето в ламинарния граничен слой ще започне едновременно над цялата повърхност и ще се осъществи мигновено, веднага изпарявайки целия обем на течността, разположен на повърхността му. Това са идеални условия, в реалния живот това не се случва.

В действителност

Нека да разберем каква е началната точка на кипене на водата. В зависимост от натиска, той също променя своите ценности, но основната точка тук е в това. Дори ако вземем плавните, по наше мнение, тиган и го podnesom под микроскоп, в неговия окуляр ще видим неравни ръбове и остри върхове често се подават над главния повърхността. Топлината до повърхността на тигана, която ще приемем, се осигурява равномерно, въпреки че в действителност това също не е съвсем вярно. Дори когато тавата е на най-голямата горелка, температурният градиент се разпределя неравномерно върху плочата и винаги има локални зони на прегряване, които са отговорни за ранното кипене на водата. Колко градуса в този случай на върховете на повърхността и в нейните низини? Пиковете на повърхността с непрекъсната доставка на топлина се затоплят по-бързо от низините и така наречените депресии. Освен това, заобиколени от вода от всички страни с ниска температура, те по-добре дават енергия на водните молекули. Коефициентът на топлинна дифузивност на пиковете е един и половина до два пъти по-висок от този на низин.

температура

Ето защо началната точка на кипене на водата е около осемдесет градуса по Целзий. При тази стойност на повърхностния пик, достатъчно количество топлина, необходими за незабавното кипене на течността и образуването на първите мехурчета, видими за окото, които пламенно започват да се издигат на повърхността. И каква е точката на кипене на водата при нормален натиск? Много хора питат. Отговорът на този въпрос може лесно да бъде намерен в таблиците. При атмосферно налягане се установява стабилно кипене при 99,9839 ° С.