Кипенето е преминаването от течно в газообразно състояние. Това се случва, когато част от течността, подложена на дадено налягане, получава топлина и достигне определена температура.
Количеството топлина, което тялото трябва да получи, за да се трансформира напълно в пара, зависи от веществото, което го съставя.
Веществото в течно състояние няма определена форма, като приема формата на контейнера, който го съдържа.
Тъй като е практически неразбираем, той представлява сила на сцепление между частиците, които го съставят.
За да премине в газообразно състояние, веществото трябва да получава топлина. Това увеличаване на енергията ще накара молекулите да вибрират с по-голяма интензивност, увеличавайки разстоянието между тях.
По този начин кохезионната сила на практика не съществува. Тялото в това състояние няма определена форма или обем.
Гейзерите са примери за кипене, което се случва с подземни води, разположени във вулканични райони. Магмата загрява водата и когато достигне определена температура, тя започва да променя състоянието си.
Парата заема по-голям обем, увеличавайки налягането в подземната кухина. В резултат на това смес от пари и течност се изхвърля на повърхността чрез малки пукнатини.
Характеристики на кипене
Течността кипи по следния модел:
- Поддържайки постоянното налягане, температурата по време на процеса на кипене ще остане постоянна.
- Количеството топлина на единица маса, необходимо за течността да се трансформира напълно в пара, се нарича латентна топлина на изпаряване. Стойността му зависи от веществото, от което е съставена течността.
- Температурата, при която всяко вещество кипи, е добре определена и се нарича точка на кипене.
Бакшиш: Когато готвим храна, добре е да загряваме котлона на ниска температура, когато водата започне да кипи. Тъй като температурата остава постоянна по време на процеса на кипене, времето за готвене ще бъде същото при висока температура или слаба топлина. По този начин пестим газ и околната среда е благодарна.
Количество латентна топлина
Количеството топлина, което течността трябва да получи, за да се трансформира в пара, зависи от стойността на латентната топлина на изпаряване и нейната маса.
По-долу представяме стойността на латентната топлина на изпаряване на някои вещества:
Формула
За да изчислим количеството топлина, необходимо за промяна на състоянието на течността, използваме следната формула:
Където,
Въпрос:v: количество топлина (вар)
m: маса (g)
Lv: латентна топлина на изпаряване (кал / g)
Пример:
Колко топлина е необходима на 100 г етанол да заври и да се превърне напълно в пара?
Въпрос:v = 100. 204 = 204 000 кал
Температура на кипене
Температурата, при която тялото претърпява кипене, зависи от веществото, което го съставя и налягането, на което е подложено.
Точката на кипене на веществата се определя в лаборатория. Например точката на кипене на вода, подложена на 1 атмосфера, е 100 ° C. Желязото е 2800 ° C, докато водородът е - 252,8 ° C.
За да знаете температурата на промяна на фазата на други вещества, прочетете също точка на кипене.
Колкото по-малко налягане е подложено на тялото, толкова по-ниска е точката му на кипене. Това означава, че в градовете с голяма надморска височина отнема много повече време за приготвяне на храна.
За да приготвим храната по-бързо, използваме тенджери под налягане. Този тип готварски печки използва уплътнителна система, която прави налягането в него по-голямо от атмосферното.
По-високото налягане също повишава точката на кипене. В случай на вода, тя ще ври при температура, която може да достигне 120 ºC, намалявайки времето за готвене.
фазови промени
Промяната от течно в газообразно състояние се нарича общо изпаряване, тъй като обхваща освен кипене и два други процеса: изпаряване и отопление.
Изпаряването става постепенно, без да е необходимо да се достигне определена температура. От друга страна, нагряването се получава, когато поставим течността върху повърхност, която е с температура над точката на кипене.
Все още има други процеси на промяна на състоянието. Те:
- Сливане
- Втвърдяване
- Втечняване или кондензация
- Сублимация
В диаграмата по-долу представяме трите физични състояния на материята и съответните промени в състоянието:
За да научите повече, прочетете и вие Физически състояния на водата.
Упражнения
Енем - 1999г
Текстът трябва да се използва за следните два въпроса.
Печката под налягане позволява храната да се готви във вода много по-бързо от конвенционалните тенджери. Капакът му има гумено уплътнение, което не пропуска парата, освен през централен отвор, върху който лежи тежест, която контролира налягането. Когато се използва, вътре се натрупва високо налягане. За неговата безопасна работа е необходимо да се наблюдава чистотата на централния отвор и наличието на предпазен клапан, обикновено разположен в капака.
Схемата на тенджерата под налягане и диаграмата на водната фаза са представени по-долу.
1) Предимството на използването на тенджера под налягане е скоростта на готвене на храна и това се дължи на
а) налягането вътре в него, което е равно на налягането отвън.
б) температурата на вътрешността му, която е над температурата на кипене на водата в мястото.
в) количеството допълнителна топлина, което се предава в тигана.
г) количеството пара, отделяно от клапана.
д) дебелината на стената му, която е по-голяма от тази на обикновените тигани.
Алтернатива b: при вътрешната му температура, която е над температурата на кипене на водата в мястото.
2) Ако за икономия намалим топлината под тенджера под налягане веднага щом парата излезе през клапана, за да запазим просто времето за кипене, времето за готвене
а) ще бъде по-голям, защото тиганът се "охлажда".
б) ще бъде по-малък, тъй като намалява загубата на вода.
в) ще бъде по-голямо с намаляване на налягането.
г) ще бъде по-голям с намаляването на изпарението.
д) няма да се промени, тъй като температурата не се променя.
Алтернатива e: няма да се променя, тъй като температурата не варира.
