沸騰とは、液体から気体への変化です。 これは、特定の圧力にさらされた液体の一部が熱を受け取り、特定の温度に達したときに発生します。
体が完全に蒸気に変わるために体が受けなければならない熱の量は、体を構成する物質によって異なります。
液体状態の物質は、それを含む容器の形状を想定して、定義された形状を持っていません。
事実上理解できないので、それを構成する粒子間に凝集力を示します。
気体状態に移行するには、物質は熱を受け取る必要があります。 このエネルギーの増加により、分子はより大きな強度で振動し、分子間の距離が増加します。
このようにして、凝集力は実質的に存在しなくなります。 この状態の体には、明確な形や体積はありません。
間欠泉は、火山地域にある地下水で発生する沸騰の例です。 マグマは水を加熱し、特定の温度に達すると状態が変化し始めます。
蒸気はより大きな体積を占め、地下空洞内の圧力を増加させます。 その結果、蒸気と液体の混合物が小さな亀裂を通って表面に放出されます。
沸騰特性
液体は次のパターンで沸騰します。
- 圧力を一定に保つと、沸騰プロセス全体の温度は一定に保たれます。
- 液体が完全に蒸気に変化するのに必要な単位質量あたりの熱量は、蒸発潜熱と呼ばれます。 その値は、液体を構成する物質によって異なります。
- 各物質が沸騰する温度はよく決まっており、沸点と呼ばれます。
ヒント： 私たちが料理をしているとき、水が沸騰し始めたら火を弱くするのは良い考えです。 茹でるまで温度が一定なので、強火でも弱火でも調理時間は同じです。 このように、私たちはガスを節約し、環境に感謝しています。
潜熱量
液体が蒸気に変換するために受け取らなければならない熱の量は、蒸発潜熱の値とその質量に依存します。
以下に、いくつかの物質の蒸発潜熱の値を示します。
式
液体の状態変化に必要な熱量を計算するには、次の式を使用します。
どこ、
Qv：熱量（ライム）
m：質量（g）
Lv：蒸発潜熱（cal / g）
例:
100gのエタノールが沸騰して完全に蒸気になるのにどのくらいの熱が必要ですか？
Qv = 100. 204 = 204 000 cal
沸騰温度
物体が沸騰する温度は、物体を構成する物質とそれにさらされる圧力によって異なります。
物質の沸点は実験室で決定されます。 たとえば、1気圧にさらされた水の沸点は100°Cです。 鉄は2800°C、水素は-252.8°Cです。
他の物質の相変化温度を知るには、 沸点.
物体にかかる圧力が小さいほど、沸点は低くなります。 これは、標高の高い都市では、料理を作るのにはるかに長い時間がかかることを意味します。
食品をより速く調理するために、圧力鍋を使用しています。 このタイプの調理器具は、内部の圧力を大気圧より高くするシーリングシステムを使用しています。
圧力が高いほど、沸点も高くなります。 水の場合、120℃に達する温度で沸騰するため、調理時間が短縮されます。
相変化
液体から気体への変化は一般的に呼ばれます 気化、それが包含するように、沸騰に加えて、他の2つのプロセス： 蒸発 と暖房。
蒸発は徐々に起こり、発生するために特定の温度に達する必要はありません。 一方、加熱は、沸点を超える温度の表面に液体を置くと発生します。
状態変化のプロセスはまだ他にもあります。 彼らは：
- 融合
- 凝固
- 液化または結露
- 昇華
下の図では、3つを表しています 物質の物理的状態 およびそれぞれの状態変化：
詳細については、こちらもお読みください 水の物理的状態.
演習
エネム-1999
このテキストは、次の2つの質問に使用する必要があります。
圧力鍋を使用すると、従来の調理器具よりもはるかに速く食品を水中で調理できます。 その蓋には、圧力を制御するおもりが載っている中央の穴を除いて、蒸気を逃がさないゴム製のシールがあります。 使用中は、内部に高圧が発生します。 安全に操作するためには、中央の穴の清浄度と、通常はカバーにある安全弁の存在を観察する必要があります。
圧力鍋の概略図と水相図を以下に示します。
1）圧力鍋を使用する利点は、食品を調理する速度であり、これは
a）その内部の圧力。これは外部の圧力と同じです。
b）その場所の水の沸騰温度より高い内部の温度。
c）鍋に伝達される追加の熱の量。
d）バルブから放出される蒸気の量。
e）一般的な鍋よりも厚い壁の厚さ。
代替案b：その場所の水の沸騰温度より高い内部温度で。
2）経済性のために、蒸気がバルブから出るとすぐに圧力鍋の下で熱を下げる場合、単に沸騰時間、調理時間を維持するために
a）鍋が「冷える」ので、大きくなります。
b）水の損失を減らすので、より小さくなります。
c）圧力が下がると大きくなります。
d）蒸発が減少するにつれて大きくなります。
e）温度が変化しないため、変化しません。
代替案e：温度は変化しないため、変更されません。
