Kiehuminen on muutos nesteestä kaasumaiseen tilaan. Se tapahtuu, kun annos nestettä, johon kohdistuu tietty paine, saa lämpöä ja saavuttaa tietyn lämpötilan.
Lämmön määrä, jonka kehon on vastaanotettava muuttaakseen itsensä täysin höyryksi, riippuu aineesta, joka muodostaa sen.
Nestemäisessä tilassa olevalla aineella ei ole määriteltyä muotoa, jos oletetaan sen sisältävän astian muoto.
Koska se on käytännössä käsittämätöntä, se muodostaa yhtenäisen voiman sitä muodostavien hiukkasten välillä.
Aine siirtyy kaasumaiseen tilaan, ja sen täytyy saada lämpöä. Tämä energian kasvu saa molekyylit värisemään suuremmalla voimalla lisäämällä niiden välistä etäisyyttä.
Tällä tavoin yhteenkuuluvuusvoimaa ei käytännössä ole. Tässä tilassa olevalla rungolla ei ole varmaa muotoa tai tilavuutta.
Geysirit ovat esimerkkejä kiehumisesta, joka tapahtuu tulivuoren alueilla sijaitsevan pohjaveden kanssa. Magma lämmittää vettä ja saavuttaessaan tietyn lämpötilan se alkaa vaihtaa tilaa.
Höyry vie suuremman tilavuuden ja lisää maanalaisen ontelon painetta. Tämän seurauksena höyryn ja nesteen seos poistuu pinnalle pienten halkeamien kautta.
Kiehumisominaisuudet
Neste kiehuu seuraavalla tavalla:
- Pitämällä paine vakiona, lämpötila koko kiehumisprosessin ajan pysyy vakiona.
- Lämmön määrää massayksikköä kohti, joka tarvitaan nesteen täydelliseksi muuttumiseksi höyryksi, kutsutaan piileväksi höyrystyslämmöksi. Sen arvo riippuu aineesta, josta neste muodostuu.
- Lämpötila, jossa kukin aine kiehuu, on määritetty hyvin, ja sitä kutsutaan kiehumispisteeksi.
Kärki: Kun valmistamme ruokaa, on hyvä kääntää lämpö matalalle, kun vesi alkaa kiehua. Koska lämpötila pysyy vakiona koko kiehumisprosessin ajan, kypsennysaika on sama korkealla tai matalalla lämmöllä. Tällä tavoin säästämme kaasua ja ympäristö on kiitollinen.
Piilevän lämmön määrä
Lämmön määrä, joka nesteen on saatava muuttuakseen höyryksi, riippuu piilevän höyrystyslämmön arvosta ja sen massasta.
Alla on esitetty joidenkin aineiden piilevän höyrystymislämmön arvo:
Kaava
Laskemme nesteen tilanvaihtoon tarvittavan lämmön määrän käyttämällä seuraavaa kaavaa:
Missä,
Qv: lämmön määrä (kalkki)
m: massa (g)
Lv: piilevä höyrystyslämpö (cal / g)
Esimerkki:
Kuinka paljon lämpöä tarvitaan, jotta 100 g etanolia kiehuu ja muuttuu kokonaan höyryksi?
Qv = 100. 204 = 204000 cal
Kiehumislämpötila
Lämpötila, jossa keho kiehuu, riippuu sen muodostavasta aineesta ja siihen kohdistuvasta paineesta.
Aineiden kiehumispiste määritetään laboratoriossa. Esimerkiksi veden kiehumispiste 1 atmosfäärin alaisena on 100 ° C. Rauta on 2800 ° C, kun taas vety on - 252,8 ° C.
Lue myös muiden aineiden vaihemuutoslämpötila kiehumispiste.
Mitä vähemmän painetta keho altistuu, sitä alhaisempi sen kiehumispiste. Tämä tarkoittaa, että kaupungeissa, joissa on korkea korkeus, ruoan valmistaminen kestää paljon kauemmin.
Ruoan valmistamiseksi nopeammin käytämme painekattiloita. Tämän tyyppinen liesi käyttää tiivistysjärjestelmää, joka tekee sen sisällä olevan paineen suuremmaksi kuin ilmakehän paine.
Suurempi paine nostaa myös kiehumispistettä. Veden tapauksessa se kiehuu lämpötilassa, joka voi saavuttaa 120 ºC, mikä lyhentää kypsennysaikaa.
vaihemuutokset
Muutosta nesteestä kaasumaiseen tilaan kutsutaan yleisesti höyrystyminen, koska se käsittää kiehumisen lisäksi kaksi muuta prosessia: haihdutus ja lämmitys.
Haihtuminen tapahtuu vähitellen, eikä sitä tarvitse saavuttaa tiettyyn lämpötilaan. Toisaalta lämmitys tapahtuu, kun neste asetetaan pinnalle, joka on sen kiehumispisteen yläpuolella olevassa lämpötilassa.
Tilanmuutoksessa on vielä muita prosesseja. Ovatko he:
- Fuusio
- Kiinteytyminen
- Nesteytys tai tiivistyminen
- Sublimaatio
Alla olevassa kaaviossa edustamme näitä kolmea aineelliset fyysiset tilat ja vastaavat tilan muutokset:
Jos haluat oppia lisää, lue myös Veden fyysiset tilat.
Harjoitukset
Enem - 1999
Tekstiä tulisi käyttää seuraaviin kahteen kysymykseen.
Painekattila mahdollistaa ruoan kypsentämisen vedessä paljon nopeammin kuin perinteiset liedet. Sen kannessa on kumitiiviste, joka ei anna höyryn poistua, paitsi keskireiän läpi, jolle painetta säätelevä paino lepää. Käytön aikana sisälle muodostuu korkea paine. Sen turvallisen toiminnan varmistamiseksi on tarpeen tarkkailla keskireikän puhtautta ja varoventtiilin olemassaoloa, joka normaalisti sijaitsee kannessa.
Painekattilan kaavio ja vesifaasikaavio on esitetty alla.
1) Painekattilan käytön etuna on ruoanvalmistuksen nopeus ja tämä johtuu
a) sen sisällä oleva paine, joka on yhtä suuri kuin ulkopuolella oleva paine.
b) sen sisätilan lämpötila, joka on korkeampi kuin veden kiehumispiste paikassa.
c) pannulle siirtyvän lisälämmön määrä.
d) venttiilin vapauttaman höyryn määrä.
e) sen seinämän paksuus, joka on suurempi kuin tavallisten kattiloiden paksuus.
Vaihtoehto b: sen sisälämpötilassa, joka on korkeampi kuin veden kiehumislämpötila.
2) Jos säästömme vuoksi laskemme lämpöä painekattilan alla heti, kun höyry tulee ulos venttiilin läpi, yksinkertaisesti kiehumisajan, kypsennysajan pitämiseksi
a) se on isompi, koska pannu "jäähtyy".
b) on pienempi, koska se vähentää vesihävikkiä.
c) on suurempi, kun paine laskee.
d) on suurempi haihtumisen vähentyessä.
e) ei muutu, koska lämpötila ei muutu.
Vaihtoehto e: ei muutu, koska lämpötila ei vaihtele.
