Кипение воды это: Кипение — урок. Физика, 8 класс.

Эксперименты по изучению особенностей кипения воды

Ход урока

1.Стадии кипения воды.

Кипение – переход жидкости в пар, происходящий
с образованием в объеме жидкости пузырьков пара
или паровых полостей. Пузырьки растут вследствие
испарения в них жидкости, всплывают, и
содержащийся в пузырьках насыщенный пар
переходит в паровую фазу над жидкостью.

Кипение начинается, когда при нагреве жидкости
давление насыщенного пара над её поверхностью
становится равным внешнему давлению.
Температура, при которой происходит кипение
жидкости, находящейся под постоянным давлением,
называется температурой кипения (Ткип). Для
каждой жидкости температура кипения имеет свое
значение и в стационарном процессе кипения не
меняется.

Строго говоря, Ткип соответствует температуре
насыщенного пара (температуре насыщения) над
плоской поверхностью кипящей жидкости, так как
сама жидкость всегда несколько перегрета
относительно Ткип. При стационарном кипении
температура кипящей жидкости не меняется. С
ростом давления Ткип увеличивается

1.1.Классификация процессов кипения.

Кипение классифицируют по следующим признакам:

1)

пузырьковое и пленочное.

Кипение, при котором пар образуется в виде
периодически зарождающихся и растущих пузырей,
называется пузырьковым кипением. При медленном
пузырьковом кипении в жидкости (а точнее, на
стенках или на дне сосуда) появляются пузырьки,
наполненные паром.

При увеличении теплового потока до некоторой
критической величины отдельные пузырьки
сливаются, образуя у стенки сосуда сплошной
паровой слой, периодически прорывающиеся в объём
жидкости. Такой режим называется плёночным.

Если температура дна сосуда значительно
превышает температуру кипения жидкости, то
скорость образования пузырей на дне становится
столь большой, что они объединяются вместе,
образуя сплошную паровую прослойку между дном
сосуда и непосредственно самой жидкостью. В этом
режиме плёночного кипения тепловой поток от
нагревателя к жидкости резко падает (паровая
плёнка проводит тепло хуже, чем конвекция в
жидкости), и в результате скорость выкипания
уменьшается. Режим плёночного кипения можно
наблюдать на примере капли воды на раскалённой
плите.

2)

по виду конвекции у поверхности
теплообмена ? при свободной и вынужденной
конвекции;

При нагревании вода ведет себя неподвижно, и
теплота от нижних слоев к верхним передается
посредством теплопроводности. По мере
нагревания, однако, характер теплопередачи
меняется, поскольку запускается процесс, который
принято называть конвекцией. Нагреваясь вблизи
дна, вода расширяется. Соответственно, удельный
вес придонной разогретой воды оказывается легче,
чем вес равного объема воды в поверхностных
слоях. Это приводит всю водную систему внутри
кастрюли в нестабильное состояние, которое
компенсируется за счет того, что горячая вода
начинает всплывать к поверхности, а на ее место
опускается более прохладная вода. Это свободная
конвекция. При вынужденной конвекции теплообмен
создается с помощь перемешивания жидкости и
движение в воде создается за искусственным
теплоносителем-мешалкой, насосом, вентилятором и
тому подобное.

3)

по отношению к температуре насыщения ? без
недогрева и кипение с недогревом. При кипении с
недогревом пузырьки воздуха растут у основания
сосуда, отрываются и схлопываются. Если
недогрева нет, то пузырьки отрываясь, растут и
всплывают на поверхность жидкости.

4)

по ориентации поверхности кипения в
пространстве ? на горизонтальных наклонных и
вертикальных поверхностях;

Некоторые слои жидкости непосредственно
прилегающие к более горячей теплообменной
поверхности, нагреваются выше и поднимаются как
более легкие пристенные вдоль вертикальной
поверхности. Таким образом, вдоль горячей
поверхности возникает непрерывное движение
среды, скорость которой определяет
интенсивность теплообмена поверхности с
основной массой практически неподвижной среды

5)

по характеру кипения ? развитое и
неразвитое, неустойчивое кипение;

С ростом плотности теплового потока растет
коэффициент парообразования. Кипение переходит
в развитое пузырьковое. Увеличение частоты
отрыва приводит к тому, что пузыри догоняют друг
друга и сливаются. С увеличением температуры
поверхности нагрева число центров
парообразования резко возрастает, все большее
количество оторвавшихся пузырьков всплывает в
жидкости, вызывая ее интенсивное перемешивание.
Такое кипение носит развитый характер.

1.2.Разделение процесса кипения по стадиям.

Кипячение воды представляет собой сложный
процесс, состоящий из четырех ясно отличимых
одна от другой стадий.

Первая стадия начинается с проскакивания со
дна чайника маленьких пузырьков воздуха, а также
появления групп пузырьков на поверхности воды у
стенок чайника.

Вторая стадия характеризуется увеличение
объема пузырьков. Затем постепенно количество
пузырьков, возникающих в воде и рвущихся на
поверхность, всё более увеличивается. На первой
стадии кипения слышим тонкий, едва различимый
сольный звук.

Третья стадия кипения характерна массовым
стремительным подъёмом пузырьков, которые
вызывают сначала легкое помутнение, а затем даже
“побеление” воды, напоминая собой быстро
бегущую воду родника. Это так называемое кипение
“ белым ключом”. Оно — крайне
непродолжительное. Звук становится похожим на
шум небольшого пчелиного роя.

Четвертая — это интенсивное бурление воды,
появление на поверхности больших лопающихся
пузырей, а затем брызганьем. Брызги будут
означать, что вода очень сильно перекипела. Звуки
резко усиливаются, но их равномерность
нарушается, они как бы стремятся опередить друг
друга, нарастают хаотически.

2.Из Китайской церемонии чаепития.

На востоке отношение к чаепитию особое. В Китае
и Японии чайная церемония была частью встреч
философов и художников. Во время традиционного
восточного чаепития произносились мудрые речи,
рассматривались произведения искусства. Чайная
церемония специально оформлялась для каждой
встречи, подбирались букеты цветов.
Использовалась специальная посуда для заварки
чая. Особенное отношение было к воде, которая
бралась для заваривания чая. Важно правильно
вскипятить воду, обращая внимание на “циклы
огня”, которые воспринимаются и воспроизводятся
в кипятке. Вода не должна доводиться до бурного
кипения, так как в результате этого уходит
энергия воды, которая, соединяясь с энергией
чайного листа, и производит в нас искомое чайное
состояние.

Есть четыре стадии внешнего вида кипятка,
которые соответственно называются “рыбий глаз”,
“крабий глаз”, “жемчужные нити” и “бурлящий
источник”. Этим четырем стадиям соответствуют
четыре характеристики звукового сопровождения
закипания воды: тихий шум, средний шум, шум и
сильный шум, которым в разных источниках тоже
иногда даются разные поэтические названия.

Кроме того, отслеживают и стадии образования
пара. Например, легкая дымка, туман, густой туман.
Туман и густой туман указывают на переспелость
кипятка, который уже не подходит для заваривания
чая. Считается, что энергия огня в нем уже
настолько сильна, что подавила энергию воды, и в
результате вода не сможет должным образом войти
в контакт с чайным листом и дать соответствующее
качество энергии человеку, пьющему чаю.

В результате правильного заваривания получаем
вкусный чай, заваривать который водой, не
нагретой до 100 градусов, можно несколько раз,
наслаждаясь тонкими оттенками послевкусия от
каждого нового заваривания.

—

В России стали появляться чайные клубы, которые
прививают культуру чаепития Востока. В чайной
церемонии, которая называется Лу Юй, или
кипячение воды на открытом огне можно наблюдать
все стадии кипения воды. Такие эксперименты с
процессом кипения воды можно провести в домашних
условиях. Предлагаю несколько экспериментов:

– изменения температуры на дне сосуда и на
поверхности жидкости;

изменение температурной зависимости стадий
кипения воды;

— изменение объема кипящей воды с течением
времени;

— распределения температурной зависимости от
расстояния до поверхности жидкости.

3.Эксперименты по наблюдению процесса кипения.

3.1. Исследование температурной зависимости
стадий кипения воды.

Проводилось измерение температуры на всех
четырех стадиях кипениях жидкости. Были получены
следующие результаты:

– первая стадия кипения воды (РЫБИЙ ГЛАЗ)
длилась с 1-ой по 4-ую минуты. Пузырьки на дне
появились при температуре 55 градусов (фото 1).

Фото1.

– вторая стадия кипения воды (КРАБИЙ ГЛАЗ)
длилась с5-ой по7-ую минуты при температуре около
77 градусов. Мелкие пузырьки на дне увеличивались
в объеме, напоминая глаза краба. (фото 2).

Фото 2.

– третья стадия кипения воды (ЖЕМЧУЖНЫЕ
НИТИ) длилась с 8-ой по10-ую минуты. Множество
мелких пузырьков образовывали ЖЕМЧУЖНЫЕ НИТИ,
которые поднимались к поверхности воды, не
достигая её. Процесс начался при температуре в 83
градуса (фото 3).

Фото 3.

– четвертая стадия кипения воды (БУРЛЯЩИЙ
ИСТОЧНИК) длилась с 10-ой по12-ую минуты. Пузырьки
росли, поднимались на поверхность воды, и
лопались, создавая бурление воды. Процесс
проходил при температуре 98 градусов (фото 4). Фото
4.

Фото
4.

3.2. Исследование изменения объема кипящей воды
с течением времени.

С течением времени, объём кипящей воды
изменяется. Первоначальный объем воды в кастрюле
составлял 1 л. Через 32 минуты объем уменьшился
вдвое. Это хорошо видно на фото 5, отмечено
красными точками.

Фото 5.

Фото 6.

За следующие 13 минут кипения воды её объем
уменьшился на одну треть, эта линия так же
отмечена красными точками (фото 6).

По результатам измерений была получена
зависимость изменения объема кипящей воды с
течением времени.

Зависимость изменения объема кипящей воды от времени.
Измерение	1	2	3	4	5	6	7	8
Объем, л	1	0.75	0.50	0.25	0. 125	0.08	0.04	0
Время, мин	0	16	32	45	50	65	69	80

Рис.1. График изменения объема кипящей
воды от времени

Вывод: Изменение объема обратно
пропорционально времени кипения жидкости(рис.1)
до тех пор, пока от первоначального объема не
осталось1/25 часть. На последней стадии
уменьшение объема замедлилось. Здесь играет роль
режим плёночного кипения. Если температура дна
сосуда значительно превышает температуру
кипения жидкости, то скорость образования
пузырей на дне становится столь большой, что они
объединяются вместе, образуя сплошную паровую
прослойку между дном сосуда и непосредственно
самой жидкостью. В этом режиме скорость выкипания
жидкости уменьшается.

3.3. Исследование распределения температурной
зависимости от расстояния до поверхности
жидкости.

В кипящей жидкости устанавливается
определённое распределение температуры (рис 2), у
поверхности нагрева  жидкость заметно
перегрета. Величина перегрева зависит от ряда
физико-химических свойств и самой жидкости, а так
же граничных твёрдых поверхностей. Тщательно
очищенные жидкости, лишённые растворённых газов
(воздуха), можно при соблюдении особых мер
предосторожности перегреть на десятки градусов.

Рис. 2.График зависимости изменения
температуры воды у поверхности от расстояния до
поверхности нагрева.

По результатам измерений можно получить график
зависимости изменения температуры воды от
расстояния до поверхности нагрева.

Вывод: с увеличением глубины жидкости
температура меньше, причем на небольших
расстояниях от поверхности до 1 см температура
резко уменьшается, а потом почти не меняется.

3.4.Исследование изменения температуры на дне
сосуда и у поверхности жидкости.

Было проведено 12 измерений. Воду нагревали от
температуры 7 градусов до момента закипания.
Измерения температуры проводились через каждую
минуту. По результатам измерения было получено
два графика изменения температуры у поверхности
воды и на дне.

Рис.3.Таблица и график по результатам
наблюдений. (Фото автора)

Выводы: изменение температуры
воды на дне сосуда и на поверхности различно. На
поверхности температура меняется строго по
линейному закону и достигает температуры
кипения позже на три минуты, чем на дне. Это
объясняется тем, что на поверхности жидкость
соприкасается с воздухом и отдаёт часть своей
энергии, поэтому прогревается не так, как на дне
кастрюли.

Выводы по результатам работы.

Было выяснено, что вода при нагревании до
температуры кипения проходит три стадии,
зависящие от теплообмена внутри жидкости с
образованием и ростом внутри жидкости пузырьков
пара. При наблюдении за поведением воды отмечены
характерные особенности каждой стадии.

Изменение температуры воды на дне сосуда и на
поверхности различно. На поверхности
температура меняется строго по линейному закону
и достигает температуры кипения позже на три
минуты, чем на дне. Это объясняется тем, что на
поверхности жидкость соприкасается с воздухом и
отдаёт часть своей энергии.

Так же было определено экспериментально, что с
увеличением глубины жидкости температура
меньше, причем на небольших расстояниях от
поверхности до 1 см температура резко
уменьшается, а потом почти не меняется.

Процесс кипения происходит с поглощение
теплоты. При нагревании жидкости большая часть
энергии идет на разрыв связей между молекулами
воды. При этом растворенный в воде газ выделяется
на дне и стенках сосуда, образуя воздушные
пузырьки. Достигнув определенных размеров,
пузырек поднимается на поверхность и
схлопывается с характерным звуком. Если таких
пузырьков много, то вода “шипит”. Пузырек
воздуха поднимается на поверхность воды и
лопается, если выталкивающая сила, больше силы
тяжести. Кипение представляет собой непрерывный
процесс, при кипении температура воды равна 100
градусов и не меняется в процессе выкипания воды.

Литература

1. В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел
   “Теплопередача” М.: Энергия 1969
2. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л.,
   1975
3. Крокстон К. А. Физика жидкого состояния. М., 1987
4. П.М. Куреннова “ Русский Народный Лечебник”.
5. Буздин А., Сорокин В., Кипение жидкостей.
   Журнал “Квант”, N6,1987
6. http://aquaterm.ur.ru
7. www.buyda.ru/Danses/boiling.htm
8. [email protected]
9. http://www.shaku-wind.ru/another_tea.html

«Почему вода испаряется при температуре ниже 100 градусов по цельсию?» — Яндекс Кью

Почему если температура кипения воды 100 градусов по Цельсию, то она испаряется на солнце уже при температуре 30 градусов?

Если например вылить на бетон ведро воды в 30ти градусную жару она минут за 5-20 полностью испарится, при том что ее температура кипения 100 градусов!!

Slavik Evchenko  · 24 мая 2020  ·

28,1 K

Никита Шевцев

Физика

Главный редактор издания «Популярный университет»…  · 13 июн 2020  · popuni.ru

Чтобы выяснить, почему так происходит, нам необходимо заглянуть на молекулярный уровень. Посмотрим на поверхность воды поближе. Мы увидим, что молекулы внутри нее постоянно колеблются. Все это происходит из-за того, что при температурах выше абсолютного нуля молекулы имеют отличную от нуля энергию. Из-за этого они вынуждены постоянно двигаться и сталкиваться, передавая эту энергию друг другу. Не зря говорят, что температура — это мера энергии молекул. При повышении температуры повышается и энергия молекул.

С другой стороны молекулы вместе удерживают различные силы межмолекулярного взаимодействия. В случае воды это водородные связи. Они образуются благодаря взаимодействию атомов кислорода и водорода в различных молекулах. Из-за этого вода имеет такую высокую температуру кипения — целых 100°C. Однако это не значит, что испаряться вода может только при достижении этой температуры.

Испарение происходит из-за того, что не все молекулы воды в системе имеют одинаковую энергию. Они подчиняются функции распределения Максвелла (см. рисунок).

Оно описывает распределение молекул в системе по скоростям. Чем выше скорость молекулы, тем выше ее энергия. Согласно этому распределению, большая часть молекул имеют среднее значение энергии, но также всегда существуют и такие, которые имеют меньшее и большее количество энергии. Именно молекулы с повышенным количеством энергии могут вылетать с поверхности воды даже при небольших температурах. Они имеют достаточную скорость, чтобы побороть силы межмолекулярного взаимодействия и выскочить с поверхности жидкости. Поэтому вода испаряется даже при низких температурах.

Новости науки и технологий

Перейти на popuni.ru17 оценили

  ·

15,7 K

Филип Дав

14 февр 2021

То есть вода как бы самоликвидируется постепенно? Молекул с большим зарядом становится всё меньше и меньше, но они… Читать дальше

Комментировать ответ…Комментировать…

Алексей Кузнецов

Не очень эмоциональный. Люблю точные науки.  · 14 июн 2020

Кипение и испариение — это разные процессы. Испаряется любая жидкость при любой температуре. А кипение — это «испарение на максималках». Когда парообразование идёт не только с поверхности жикости, но и внутри неё.

2 оценили

  ·

1,2 K

Комментировать ответ…Комментировать…

Сергей Хохлов

Политика/Финансы/Компьютеры  · 24 мая 2020

Молекулы воды находятся в постоянном движении и двигаются хаотически, сталкиваясь друг с другом. В результате такого случайного, теплового движения, одни молекулы получают большую энергию, другие меньшую. Соответственно… Читать далее

Нет оценок  ·

1,4 K

Комментировать ответ…Комментировать…

Алексей Кузнецов

Не очень эмоциональный. Люблю точные науки.  · 14 июн 2020

Кипение и испариение — это разные процессы. Испаряется любая жидкость при любой температуре. А кипение — это «испарение на максималках». Когда парообразование идёт не только с поверхности жикости, но и внутри неё.

6 оценили

  ·

2,3 K

Комментировать ответ…Комментировать…

Сергей Хохлов

Политика/Финансы/Компьютеры  · 24 мая 2020

Молекулы воды находятся в постоянном движении и двигаются хаотически, сталкиваясь друг с другом. В результате такого случайного, теплового движения, одни молекулы получают большую энергию, другие меньшую. Соответственно… Читать далее

3 оценили

  ·

2,6 K

Комментировать ответ…Комментировать…

Александр Амикишиев

14 июн 2020

Температура это СРЕДНЯЯ кинетическая энергия всех молекул. То что средняя кинетическая энергия не превышает нужного для испарения значения, не означает что все молекулы имеют недостаточно энергии для этого, некоторые из них. .. Читать далее

Нет оценок  ·

1,2 K

Комментировать ответ…Комментировать…

Вы знаете ответ на этот вопрос?

Поделитесь своим опытом и знаниями

Войти и ответить на вопрос

Является ли кипячение воды химическим изменением?

Почти каждый день в нашей жизни мы кипятим воду для приготовления пищи или для питья. Но что именно кипит? Кипячением называется нагрев жидкого образца до температуры, при которой вся жидкость превращается в пар.

Эта температура является точкой кипения. Температура кипения вещества – это температура, при которой атмосферное давление становится равным давлению паров жидкости.

Для воды нормальная температура кипения 99,97°C при 1 атм, а стандартная температура кипения составляет 99,61°C при 1 бар.

Кипение представляет собой объемное явление, в котором участвуют все молекулы (а не только те, что находятся на поверхности).

В этой статье будет обсуждаться, является ли кипение воды химическим или физическим изменением, и мы поймем разницу между двумя типами изменений и свойств.

Мы также увидим факторы, влияющие на температуру кипения и разницу между кипением и испарением.

Итак, кипячение воды — это химическое изменение? Нет, кипячение воды не является химическим изменением, потому что химический состав воды остается неизменным при кипячении. Только физическое состояние воды меняется с жидкого на водяной пар при кипении воды. Водяные пары, образующиеся при кипении, имеют такое же молекулярное строение, как и жидкая вода, т. е.; h3O.

Прочтите приведенные ниже подзаголовки для получения более подробной информации.

Почему кипячение воды не является химическим изменением?

Ответить на этот вопрос можно, только если мы знаем, что происходит в процессе кипячения.

Для кипячения воды требуется тепло от внешнего источника. Вначале при нагреве воды происходит повышение температуры.

Кинетическая энергия молекул воды увеличивается, и они сталкиваются друг с другом. Когда температура равна температуре кипения воды, все молекулы воды уже не остаются в жидком состоянии.

Молекулы воды используют тепло, возникающее при температуре кипения, чтобы изменить свое физическое состояние, а температура остается прежней.

Температура остается постоянной во время кипения, даже несмотря на постоянное выделение тепла, поскольку тепло является формой энергии, а жидкой воде требуется некоторая энергия, называемая энтальпией парообразования, для перехода из жидкого состояния в парообразное.

В процессе кипячения не происходит никаких химических реакций. Новое соединение не образуется. Изменение также обратимо.

Эти характеристики помогают нам сделать вывод, что кипение воды не является химическим изменением.

Является ли кипячение воды физическим изменением?

Да, кипячение воды — это физическое изменение.

Это связано с тем, что химический состав воды не меняется в процессе кипячения.

Причем процесс обратим. Жидкую воду можно получить обратно, просто охладив пары.

Физические и химические изменения

В химии всякий раз, когда происходит реакция, происходят изменения. Реагенты превращаются в продукты.

Изменение может быть классифицировано как физическое и химическое.

Разница между ними описана ниже.

Продукт	В качестве продукта не образуется новое вещество. Химический состав продукта такой же, как и реагента.	В качестве продукта образуется одно или несколько веществ, имеющих разный химический состав.
Пример	Кипячение воды, разрывание бумаги и т. д.	Варка яиц, свертывание молока и т. д.

Что такое физические и химические свойства?

Свойства, которые можно измерить без изменения химического состава вещества, являются физическими свойствами.

Например, можно измерить размер вещества без изменения химического состава.

Физические свойства далее классифицируются как интенсивные и экстенсивные.

Если значение какого-либо свойства изменяется при изменении массы вещества, мы относим его к экстенсивным свойствам, а свойство, на которое не влияет изменение массы, называется интенсивным свойством. Интенсивные свойства — это объемные свойства.

Например, объем вещества изменяется при изменении массы.

Следовательно, это обширная собственность. Напротив, температура не меняется при изменении массы, и это интенсивное свойство.

Свойства, которые нельзя измерить без изменения химического состава вещества, называются химическими свойствами.

Обычно их изучают путем изучения реакций вещества с воздухом, водой, кислотой, основанием или любым другим химическим веществом. Они изучают, может ли вещество вступать в химическую реакцию.

Например, мы можем изучать реакцию водорода с веществом только в том случае, если образующийся продукт имеет другой состав.

Если состав одинаковый, это означает, что химическая реакция не происходит.

Фазовая диаграмма воды

Фаза — это однородное и отчетливое состояние системы. Нет видимой границы, разделяющей фазу на части.

Например, твердый лед — это одна фаза, но когда часть его тает и остается в равновесии с водой, получается две фазы.

Если вещество находится в различных физических состояниях при разных температурах и давлениях, эти состояния могут быть представлены фазовой диаграммой.

Фазовая диаграмма представляет собой графическое представление давления по оси Y и температуры по оси X.

• Фазовая диаграмма разделена на 3 области. Каждая область имеет только одну фазу.

В области между осью Y и ODB присутствует только лед.

В области между осью x и ODC присутствует только водяной пар.

В районе ЭБР присутствует только жидкая вода.

• Линии имеют две фазы в равновесии.

OD представляет твердое и паровое равновесие.

DB представляет твердое и жидкое равновесие.

DC представляет собой равновесие жидкости и пара.

• В точке пересечения трех линий (D) сосуществуют все три фазы, и эта температура и давление называются тройной точкой.

• Наклон линии, представляющей твердое и жидкое равновесие, отрицательный. Это означает, что температура плавления уменьшается с увеличением давления.

Это также является причиной того, что лед менее плотный, чем жидкая вода.

• Наклон линии, представляющей равновесие жидкости и пара, положительный. Это означает, что температура кипения увеличивается с увеличением давления.

Этим также можно объяснить тот факт, что объем пара больше объема жидкости.

Фазовый переход при кипении воды

В процессе кипения происходит переход воды из жидкого состояния в парообразное.

Когда вся жидкость не превратилась в пар при температуре кипения, равновесие может быть представлено линией DC. Внешнее тепло обеспечивает энергию для фазового перехода.

Переход от жидкости к пару резко увеличивает объем.

Образец жидкости (фаза=1) при атмосферном давлении нагревается. Будем считать, что атмосферное давление постоянно. При нагревании образца температура увеличивается.

Когда температура становится равной температуре кипения, жидкая фаза начинает превращаться в пар, и существует равновесие между двумя фазами (жидкостью и паром).

Вся жидкость при непрерывном нагревании превращается в пар, и снова имеется только одна фаза.

Факторы, влияющие на температуру кипения

Температура кипения вещества не является универсальной константой. Его можно изменить, изменив такие условия, как атмосферное давление и давление паров жидкости.

Нормальная температура кипения – это температура кипения при атмосферном давлении 1 атм.

Если внешнее давление меньше 1 атм, новая температура кипения ниже нормальной температуры кипения.

Если внешнее давление больше 1 атм, новая температура кипения выше нормальной температуры кипения.

Чем выше атмосферное давление, тем больше энергии требуется жидкости для кипения, поэтому температура кипения выше при высоком атмосферном давлении.

Внешняя температура влияет на давление пара, которое, в свою очередь, влияет на температуру кипения.

Повышение температуры кипения наблюдается при добавлении к исследуемой жидкости нелетучего растворенного вещества. Растворенное вещество влияет на давление пара.

Различные вещества имеют разные температуры кипения из-за их химического состава и межмолекулярных сил. Чем сильнее межмолекулярные силы, тем выше температура кипения.

Кипение и испарение

Кипение и испарение часто путают друг с другом.

В обоих процессах происходит изменение состояния, но они довольно разные.

.

Интересные факты!

1. Скороварки предназначены для холмистой местности. В холмистых районах высота большая, а атмосферное давление меньше.

Из-за этих условий температура кипения воды низкая и она превращается в пары перед приготовлением пищи.

Так, для повышения температуры кипения используются скороварки.

Они увеличивают внешнее давление на воду, что, в свою очередь, приводит к повышению температуры кипения и лучшему приготовлению пищи.

Люди также используют скороварки на равнинах, чтобы ускорить процесс приготовления пищи.

2. Мы обсуждали, что нелетучие растворенные вещества повышают температуру кипения жидкости.

Таким образом, добавление соли в воду также повышает температуру кипения воды и способствует лучшему приготовлению пищи.

Заключение

Кипение воды не является химическим изменением, так как химические свойства воды не изменяются. При кипячении изменяются только физические свойства. Новый продукт при кипячении не образуется.

Счастливого обучения!

Кипячение воды Демонстрация: кривая нагрева

Вода помещается в стакан. Цифровой датчик температуры измеряет температуру воды, когда она нагревается на нагревательной пластине. Температура повышается от комнатной температуры 25°С до температуры кипения 100°С. При кипении жидкости температура жидкости остается равной 100°С. Датчик температуры подключается к компьютерному интерфейсу Vernier, и график зависимости температуры от времени отображается на мониторе компьютера или ПК. Этот график является частью кривой нагрева воды. Рассчитано количество теплоты, необходимое для превращения 1,00 моль воды при 25°С в 1,00 моль пара при 100°С.

Необязательная компьютерная анимация, изображающая на уровне частиц (природа частиц вещества), показывает молекулы воды в жидкой фазе, набирающие достаточную энергию, чтобы освободиться от межмолекулярных сил, удерживающих молекулы H ₂ O в жидкой фазе, и войти доступна газовая фаза. Эта компьютерная анимация помогает учащимся визуализировать динамические аспекты того, что делают молекулы воды при кипении жидкости.

Примечания к учебному плану 

Эта демонстрация хорошо работает при обсуждении кривых нагрева, энергии, необходимой для нагревания вещества, и взаимосвязи между межмолекулярными силами и фазовыми переходами.

Трудности учащихся (неправильные представления)

1. Значительный процент учащихся считает, что при кипении воды образуются водород (H ₂ ) и газообразный кислород O ₂ (g).

2H ₂ O(ж) —> 2H ₂ (ж) + O ₂ (ж)  ***Неверное уравнение, представляющее кипение воды.

Научная точка зрения состоит в том, что молекулы H ₂ O в жидкой фазе получают достаточно энергии, чтобы разрушить межмолекулярные силы между молекулами воды и войти в газовую фазу в виде молекул H ₂ O.

H ₂ O(ж) —> H ₂ O(г)

Энергия, добавляемая при фазовом переходе жидкости в газ, идет на разрыв межмолекулярных сил (водородных связей, диполь-дипольных, и лондонские дисперсионные силы) притяжения. Молекулы воды получают энергию и увеличивают расстояние между соседними молекулами воды, увеличивая потенциальную энергию. При увеличении расстояния электростатическая сила притяжения уменьшается в соответствии с законом силы Кулона.

F = k [q _i ^.  q ₂ )/r ² ]

2. Значительный процент учащихся считает, что при кипении воды температура повышается, а средняя кинетическая энергия H ₂ O увеличивается. В самом деле, при кипении чистой жидкости температура жидкости не меняется, поэтому средняя кинетическая энергия жидкости не меняется. Кинетическая молекулярная теория объясняет, что температура системы пропорциональна средней кинетической энергии.

Средний KE = средний 1/2 мВ ² = 3/2 [R/N _A ] T

R — газовая постоянная 8,314 J/моль K

N _A — это число AVOGADRO T — температура T — температура T — температура T. — температура T. — температура T. — температура.