Alipaineen vaikutus kiehumispisteeseen. Missä lämpötilassa vesi kiehuu? Kiehumispisteen riippuvuus paineesta. Mikä määrittää veden kiehumispisteen

Kiehuva- Tämä on nesteen voimakas siirtyminen höyryksi, joka tapahtuu höyrykuplien muodostuessa koko nesteen tilavuuteen tietyssä lämpötilassa.

Kiehumisen aikana nesteen ja sen yläpuolella olevan höyryn lämpötila ei muutu. Se pysyy muuttumattomana, kunnes kaikki neste kiehuu pois. Tämä johtuu siitä, että kaikki nesteeseen syötetty energia kuluu sen muuttamiseksi höyryksi.

Lämpötilaa, jossa neste kiehuu, kutsutaan kiehumispiste.

Kiehumispiste riippuu paineesta, joka kohdistuu nesteen vapaaseen pintaan. Tämä johtuu kylläisen höyryn paineen riippuvuudesta lämpötilasta. Höyrykupla kasvaa niin kauan kuin sen sisällä olevan kylläisen höyryn paine ylittää hieman nesteen paineen, joka on nestepatsaan ulkoisen paineen ja hydrostaattisen paineen summa.

Mitä suurempi ulkoinen paine, sitä enemmän kiehumislämpötila.

Kaikki tietävät, että vesi kiehuu 100 asteessa. Mutta emme saa unohtaa, että tämä pätee vain normaalissa ilmanpaineessa (noin 101 kPa). Paineen noustessa veden kiehumispiste nousee. Joten esimerkiksi painekattiloissa ruoka kypsennetään noin 200 kPa:n paineessa. Veden kiehumispiste saavuttaa 120 °C. Tämän lämpötilan vedessä kypsennysprosessi on paljon nopeampi kuin tavallisessa kiehuvassa vedessä. Tämä selittää nimen "painekattila".

Päinvastoin alentamalla ulkoista painetta alennetaan siten kiehumispistettä. Esimerkiksi vuoristoisilla alueilla (3 km:n korkeudessa, jossa paine on 70 kPa) vesi kiehuu 90 ° C:n lämpötilassa. Siksi näiden alueiden asukkaat, jotka käyttävät tällaista kiehuvaa vettä, tarvitsevat paljon enemmän aikaa ruoanlaittoon kuin tasangojen asukkaat. Ja esimerkiksi kananmunan keittäminen tässä kiehuvassa vedessä on yleensä mahdotonta, koska alle 100 ° C: n lämpötilassa proteiini ei hyydy.

Jokaisella nesteellä on oma kiehumispisteensä, joka riippuu kyllästyshöyryn paineesta. Mitä korkeampi on kylläisen höyryn paine, sitä alhaisempi on vastaavan nesteen kiehumispiste, koska alemmissa lämpötiloissa kylläisen höyryn paine tulee yhtä suureksi kuin ilmakehän paine. Esimerkiksi 100 °C:n kiehumispisteessä veden kylläisen höyryn paine on 101 325 Pa (760 mm Hg), ja höyrynpaine on vain 117 Pa (0,88 mm Hg). Elohopea kiehuu 357 °C:ssa normaali paine.

Höyrystymisen lämpö.

Höyrystyslämpö (höyrystyslämpö)- lämpömäärä, joka on ilmoitettava aineelle (vakiopaineessa ja vakiolämpötilassa), jotta nestemäinen aine muuttuu täydellisesti höyryksi.

Höyrystymiseen tarvittava (tai kondensoitumisen aikana vapautuva) lämpömäärä. Lämmön määrän laskemiseen K, joka tarvitaan minkä tahansa massaisen nesteen muuntamiseen höyryksi kiehumispisteessä otettuna, tarvitset ominaishöyrystyslämpöä r mielenveitsi massalle m:

Kun höyry tiivistyy, vapautuu saman verran lämpöä.

Miksi ihminen alkoi keittää vettä ennen sen suoraa käyttöä? Oikein, suojautuaksesi monilta patogeenisiltä bakteereilta ja viruksilta. Tämä perinne tuli keskiaikaisen Venäjän alueelle jo ennen Pietari Suurta, vaikka uskotaan, että hän toi ensimmäisen samovarin maahan ja otti käyttöön kiireettömän illan teen juomisen rituaalin. Itse asiassa ihmisemme käyttivät jonkinlaisia ​​samovaareja muinainen Venäjä juomien valmistukseen yrteistä, marjoista ja juurista. Keittämistä vaadittiin täällä lähinnä hyödyllisten kasviuutteiden uuttamiseen, ei desinfiointiin. Itse asiassa tuolloin ei edes tiedetty mikrokosmosta, jossa nämä bakteerit ja virukset elävät. Kiehumisen ansiosta maamme kuitenkin ohitettiin kauhistuttavien sairauksien, kuten koleran tai kurkkumätä, maailmanlaajuiset pandemiat.

Celsius

Suuri ruotsalainen meteorologi, geologi ja tähtitieteilijä käytti alun perin 100 astetta osoittamaan veden jäätymispistettä normaaleissa olosuhteissa, ja veden kiehumispisteeksi otettiin nolla astetta. Ja hänen kuolemansa jälkeen vuonna 1744, ei vähempää kuuluisa henkilö, kasvitieteilijä Carl Linnaeus ja Celsius-vastaanotin Morten Strömer käänsivät tämän asteikon päinvastaiseksi käytön helpottamiseksi. Muiden lähteiden mukaan Celsius itse teki tämän kuitenkin vähän ennen kuolemaansa. Mutta joka tapauksessa lukemien vakaus ja ymmärrettävä valmistuminen vaikuttivat sen käytön laajaan käyttöön tuolloin arvostetuimpien tieteellisten ammattien - kemistien - keskuudessa. Ja huolimatta siitä, että käänteisessä muodossa 100 asteen asteikkomerkki asetti veden vakaan kiehumispisteen, ei sen jäätymisen alkua, asteikko alkoi kantaa ensisijaisen luojansa Celsiuksen nimeä.

Tunnelman alapuolella

Kaikki ei kuitenkaan ole niin yksinkertaista kuin miltä ensi silmäyksellä näyttää. Tarkasteltaessa mitä tahansa tilakaaviota P-T- tai P-S-koordinaateissa (entropia S on lämpötilan suora funktio), näemme kuinka läheisesti lämpötila ja paine liittyvät toisiinsa. Samoin vesi muuttaa arvojaan paineesta riippuen. Ja jokainen kiipeilijä on hyvin tietoinen tästä ominaisuudesta. Jokainen, joka ainakin kerran elämässään on ymmärtänyt yli 2000-3000 metrin korkeudet merenpinnasta, tietää, kuinka vaikeaa on hengittää korkeudessa. Tämä johtuu siitä, että mitä korkeammalle menemme, sitä ohuemmaksi ilma tulee. Ilmakehän paine laskee alle yhden ilmakehän (alle N.O.:n eli "normaalien" alapuolelle). Myös veden kiehumispiste laskee. Riippuen kunkin korkeuden paineesta, se voi kiehua sekä kahdeksankymmenen että kuudenkymmenen asteessa

painekeitin

On kuitenkin muistettava, että vaikka tärkeimmät mikrobit kuolevat yli kuudenkymmenen asteen lämpötiloissa, monet voivat selviytyä vähintään kahdeksankymmenen asteen lämpötilassa. Siksi saavutamme kiehuvan veden, eli nostamme sen lämpötilan 100 ° C:seen. On kuitenkin mielenkiintoisia keittiölaitteita, joiden avulla voit lyhentää aikaa ja lämmittää nestettä korkeisiin lämpötiloihin keittämättä sitä ja menettämättä massaa haihtumisen kautta. Yhdysvaltalaiset insinöörit ymmärsivät, että veden kiehumispiste voi muuttua paineen mukaan, ranskalaisen prototyypin perusteella, ja he esittelivät maailmalle painekeittimen 1920-luvulla. Sen toimintaperiaate perustuu siihen, että kansi painetaan tiukasti seiniä vasten ilman mahdollisuutta höyrynpoistoon. Sisälle muodostuu lisääntynyt paine ja vesi kiehuu korkeammissa lämpötiloissa. Tällaiset laitteet ovat kuitenkin melko vaarallisia ja aiheuttavat usein räjähdyksen ja vakavia palovammoja käyttäjille.

Ihannetapauksessa

Katsotaan kuinka prosessi tulee ja menee. Kuvittele ihanteellisen sileä ja äärettömän suuri lämmityspinta, jossa lämmön jakautuminen on tasainen (jokaiseen pintamillimetriin syötetään yhtä suuri määrä lämpöenergiaa) ja pinnan karheuskerroin pyrkii olemaan nolla. Tässä tapauksessa n. y. kiehuminen laminaarisessa rajakerroksessa alkaa samanaikaisesti koko pinta-alalla ja tapahtuu välittömästi haihduttaen välittömästi sen pinnalla olevan nesteen koko yksikkötilavuuden. Tämä ihanteelliset olosuhteet, V oikea elämä näin ei tapahdu.

Oikeasti

Selvitetään, mikä on veden alkuperäinen kiehumispiste. Paineesta riippuen se muuttaa myös arvojaan, mutta pääasia on tässä. Vaikka otammekin mielestämme tasaisimman pannun ja viemme sen mikroskoopin alle, niin sen okulaarissa näemme epätasaisia ​​reunoja ja teräviä, toistuvia huippuja, jotka työntyvät pääpinnan yläpuolelle. Lämpöä pannun pinnalle, oletamme, syötetään tasaisesti, vaikka todellisuudessa tämäkään ei ole täysin totta. Silloinkin, kun pannu on suurimmalla polttimella, lämpötilagradientti jakautuu liedellä epätasaisesti, ja siellä on aina paikallisia ylikuumenemisvyöhykkeitä, jotka ovat vastuussa veden varhaisesta kiehumisesta. Kuinka monta astetta on samanaikaisesti pinnan huipuilla ja sen alamailla? Pinnan huiput, joilla on keskeytymätön lämmöntuotto, lämpenevät nopeammin kuin alangot ja ns. painaumat. Lisäksi kaikilta puolilta alhaisen lämpötilan veden ympäröimänä ne antavat paremmin energiaa vesimolekyyleille. Huippujen lämpödiffuusio on puolitoista-kaksi kertaa korkeampi kuin alangoilla.

Lämpötilat

Siksi veden alkuperäinen kiehumispiste on noin kahdeksankymmentä celsiusastetta. Tällä arvolla pinnan huiput nostavat tarpeeksi, mikä on tarpeen nesteen hetkelliseen kiehumiseen ja ensimmäisten kuplien muodostumiseen, silmällä nähtävissä, jotka alkavat arasti nousta pintaan. Ja mikä on veden kiehumispiste normaalipaineessa - monet ihmiset kysyvät. Vastaus tähän kysymykseen löytyy helposti taulukoista. Ilmakehän paineessa stabiili kiehumispiste saavutetaan 99,9839 °C:ssa.

Kiehuminen on prosessi, jossa muutetaan aineen aggregoitua tilaa. Kun puhumme vedestä, tarkoitamme muuttumista nesteestä höyryksi. On tärkeää huomata, että kiehuminen ei ole haihtumista, mikä voi tapahtua jopa huoneenlämpötilassa. Älä myöskään sekoita keittämiseen, joka on prosessi, jossa vesi lämmitetään tiettyyn lämpötilaan. Nyt kun olemme ymmärtäneet käsitteet, voimme määrittää, missä lämpötilassa vesi kiehuu.

Käsitellä asiaa

Itse aggregaatiotilan muuttaminen nestemäisestä kaasumaiseksi on monimutkainen. Vaikka ihmiset eivät näe sitä, on 4 vaihetta:

1. Ensimmäisessä vaiheessa lämmitetyn astian pohjalle muodostuu pieniä kuplia. Ne näkyvät myös sivuilla tai veden pinnalla. Ne muodostuvat ilmakuplien laajenemisen vuoksi, joita on aina säiliön halkeamissa, joissa vesi lämmitetään.
2. Toisessa vaiheessa kuplien tilavuus kasvaa. Kaikki ne alkavat ryntää pintaan, koska niiden sisällä on kylläistä höyryä, joka on vettä kevyempää. Lämmityslämpötilan noustessa kuplien paine kasvaa ja ne työntyvät pintaan. tunnettu voima Archimedes. Tässä tapauksessa voit kuulla tyypillisen kiehumisäänen, joka muodostuu kuplien jatkuvasta laajenemisesta ja koon pienenemisestä.
3. Kolmannessa vaiheessa pinnalla voidaan nähdä suuri määrä kuplia. Tämä aiheuttaa aluksi sameutta veteen. Tätä prosessia kutsutaan yleisesti "keittämiseksi valkoisella avaimella", ja se kestää lyhyen ajan.
4. Neljännessä vaiheessa vesi kiehuu voimakkaasti, pinnalle ilmestyy suuria puhkeavia kuplia ja roiskeita voi esiintyä. Useimmiten roiskuminen tarkoittaa, että neste on lämmennyt maksimi lämpötila. Höyryä alkaa tulla vedestä.

Tiedetään, että vesi kiehuu 100 asteen lämpötilassa, mikä on mahdollista vasta neljännessä vaiheessa.

Höyryn lämpötila

Höyry on yksi veden tiloista. Kun se joutuu ilmaan, se, kuten muutkin kaasut, kohdistaa siihen tietyn paineen. Höyrystymisen aikana höyryn ja veden lämpötila pysyy vakiona, kunnes koko neste muuttaa aggregaatiotilaansa. Tämä ilmiö voidaan selittää sillä, että kiehumisen aikana kaikki energia kuluu veden muuntamiseen höyryksi.

Kiehumisen alussa muodostuu kosteaa kylläistä höyryä, joka kuivuu kaiken nesteen haihtumisen jälkeen. Jos sen lämpötila alkaa ylittää veden lämpötilan, tällainen höyry on tulistettu ja ominaisuuksiltaan se on lähempänä kaasua.

Kiehuvaa suolavettä

On mielenkiintoista tietää, missä lämpötilassa runsaasti suolaa sisältävä vesi kiehuu. Tiedetään, että sen pitäisi olla suurempi johtuen koostumuksessa olevien Na+- ja Cl-ionien pitoisuudesta, jotka vievät vesimolekyylien välisen alueen. Tämä suolaveden kemiallinen koostumus eroaa tavallisesta tuoreesta nesteestä.

Tosiasia on, että suolavedessä tapahtuu hydraatioreaktio - prosessi, jossa vesimolekyylit kiinnitetään suola-ioneihin. Kommunikaatio molekyylien välillä raikasta vettä heikompi kuin hydraation aikana muodostuneet, joten nesteen keittäminen liuenneen suolan kanssa kestää kauemmin. Lämpötilan noustessa suolapitoisen veden molekyylit liikkuvat nopeammin, mutta niitä on vähemmän, minkä vuoksi törmäyksiä niiden välillä tapahtuu harvemmin. Tämän seurauksena höyryä muodostuu vähemmän ja sen paine on siten alhaisempi kuin makean veden höyryn paine. Siksi täyteen höyrystymiseen tarvitaan enemmän energiaa (lämpötilaa). Keskimäärin yhden litran 60 grammaa suolaa sisältävää vettä keittämiseen on tarpeen nostaa veden kiehumispistettä 10 % (eli 10 C).

Kiehumispaineriippuvuudet

Tiedetään, että vuorilla, riippumatta kemiallinen koostumus veden kiehumispiste on alhaisempi. Tämä johtuu siitä, että ilmanpaine on alhaisempi korkeudessa. Normaalipaineen katsotaan olevan 101,325 kPa. Sen avulla veden kiehumispiste on 100 celsiusastetta. Mutta jos kiipeät vuorelle, jossa paine on keskimäärin 40 kPa, niin vesi kiehuu siellä 75,88 C. Mutta tämä ei tarkoita, että vuoristossa ruoanlaitto vie lähes puolet ajasta. Tuotteiden lämpökäsittelyyn tarvitaan tietty lämpötila.

Uskotaan, että 500 metrin korkeudessa merenpinnan yläpuolella vesi kiehuu 98,3 C:ssa ja 3000 metrin korkeudessa kiehumispiste on 90 C.

Huomaa, että tämä laki toimii myös päinvastaiseen suuntaan. Jos neste asetetaan suljettuun pulloon, jonka läpi höyry ei pääse kulkemaan, lämpötilan noustessa ja höyryn muodostuessa paine tässä pullossa kasvaa ja kiehuu korkea verenpaine tapahtuu korkeammassa lämpötilassa. Esimerkiksi 490,3 kPa:n paineessa veden kiehumispiste on 151 C.

Kiehuvaa tislattua vettä

Tislattu vesi on puhdistettua vettä ilman epäpuhtauksia. Sitä käytetään usein lääketieteellisiin tai teknisiin tarkoituksiin. Koska tällaisessa vedessä ei ole epäpuhtauksia, sitä ei käytetä ruoanlaittoon. On mielenkiintoista huomata, että tislattu vesi kiehuu nopeammin kuin tavallinen makea vesi, mutta kiehumispiste pysyy samana - 100 astetta. Ero kiehumisajassa on kuitenkin minimaalinen - vain sekunnin murto-osa.

teekannussa

Usein ihmiset ovat kiinnostuneita siitä, missä lämpötilassa vesi kiehuu kattilassa, koska juuri näitä laitteita käytetään nesteiden keittämiseen. Ottaen huomioon, että asunnon ilmanpaine on yhtä suuri kuin tavallinen ja käytetty vesi ei sisällä suoloja ja muita epäpuhtauksia, joita ei pitäisi olla, kiehumispiste on myös standardi - 100 astetta. Mutta jos vesi sisältää suolaa, kiehumispiste, kuten jo tiedämme, on korkeampi.

Johtopäätös

Nyt tiedät, missä lämpötilassa vesi kiehuu ja kuinka ilmakehän paine ja nesteen koostumus vaikuttavat tähän prosessiin. Tässä ei ole mitään monimutkaista, ja lapset saavat tällaista tietoa koulussa. Tärkeintä on muistaa, että paineen alenemisen myötä myös nesteen kiehumispiste laskee, ja sen kasvaessa se myös kasvaa.

Internetistä löytyy monia erilaisia ​​taulukoita, jotka osoittavat nesteen kiehumispisteen riippuvuuden ilmakehän paineesta. Ne ovat kaikkien saatavilla, ja koululaiset, opiskelijat ja jopa instituuttien opettajat käyttävät niitä aktiivisesti.

Kiehuva- tämä on höyrystyminen, joka tapahtuu samanaikaisesti sekä pinnasta että nesteen koko tilavuudessa. Se koostuu siitä, että lukuisia kuplia ponnahtaa esiin ja puhkeaa aiheuttaen tyypillisen kuohumisen.

Kokemus osoittaa, että nesteen kiehuminen tietyssä ulkoisessa paineessa alkaa melko määrätyssä lämpötilassa, joka ei muutu kiehumisprosessin aikana ja voi tapahtua vain, kun energiaa syötetään ulkopuolelta lämmönsiirron seurauksena (kuva 1). :

jossa L on ominaishöyrystyslämpö kiehumispisteessä.

Kiehumismekanismi: nesteessä on aina liuennutta kaasua, jonka liukenemisaste laskee lämpötilan noustessa. Lisäksi astian seinillä on adsorboitunutta kaasua. Kun nestettä kuumennetaan alhaalta (kuva 2), kaasua alkaa kehittyä kuplien muodossa astian seinämien lähellä. Neste haihtuu näihin kupliin. Siksi ne sisältävät ilman lisäksi kylläistä höyryä, jonka paine kasvaa nopeasti lämpötilan noustessa ja kuplien tilavuus kasvaa, ja näin ollen niihin vaikuttavat Arkhimedes-voimat kasvavat. Kun kelluntavoima on suurempi kuin kuplan painovoima, se alkaa kellua. Mutta kunnes neste lämpenee tasaisesti, sen noustessa kuplan tilavuus pienenee (kyllästyn höyryn paine laskee lämpötilan alenemisen myötä) ja ennen kuin ne saavuttavat vapaan pinnan, kuplat katoavat (luostuvat) (kuva 2, a), Tästä syystä kuulemme tyypillisen äänen ennen kiehumista. Kun nesteen lämpötila tasoittuu, kuplan tilavuus kasvaa sen noustessa, koska kylläisen höyryn paine ei muutu, ja kuplan ulkoinen paine, joka on kuplan yläpuolella olevan nesteen hydrostaattisen paineen summa. ja ilmanpaine laskee. Kupla saavuttaa nesteen vapaan pinnan, räjähtää ja kylläinen höyry tulee ulos (kuva 2, b) - neste kiehuu. Kyllästyshöyryn paine kuplissa on käytännössä sama kuin ulkoinen paine.

Lämpötilaa, jossa nesteen kylläisen höyryn paine on yhtä suuri kuin sen vapaalla pinnalla oleva ulkoinen paine, kutsutaan kiehumispiste nesteitä.

Koska kylläisen höyryn paine kasvaa lämpötilan noustessa ja kiehumisen aikana sen tulisi olla yhtä suuri kuin ulkoinen paine, kiehumislämpötila nousee ulkoisen paineen noustessa.

Kiehumispiste riippuu myös epäpuhtauksien läsnäolosta, joka yleensä nousee epäpuhtauksien pitoisuuden kasvaessa.

Jos neste ensin vapautetaan siihen liuenneesta kaasusta, se voi ylikuumentua, ts. kuumenna kiehumispisteen yläpuolelle. Tämä on nesteen epävakaa tila. Riittävä pieni ravistelu ja neste kiehuu, ja sen lämpötila laskee välittömästi kiehumispisteeseen.

Höyrystyskeskukset. Kiehumisprosessia varten on välttämätöntä, että nesteessä on epähomogeenisuuksia - kaasufaasin ytimiä, joilla on höyrystymiskeskusten rooli. Yleensä nesteessä on liuenneita kaasuja, jotka vapautuvat astian pohjalla ja seinillä olevien kuplien sekä nesteeseen suspendoituneiden pölyhiukkasten kautta. Kuumennettaessa nämä kuplat lisääntyvät sekä kaasujen liukoisuuden vähenemisen vuoksi lämpötilassa että nesteen haihtumisen vuoksi. Tilavuudeltaan lisääntyneet kuplat kelluvat arkhimedoksen kelluvuusvoiman vaikutuksesta. Jos nesteen ylemmissä kerroksissa on enemmän matala lämpötila, sitten höyryn tiivistymisen vuoksi niiden paine laskee jyrkästi ja kuplat "luostuvat" tyypillisellä äänellä. Kun koko neste lämpenee kiehumispisteeseen, kuplat lakkaavat romahtamasta ja kelluvat pintaan: koko neste kiehuu.

Lippu numero 15

1. Lämpötilan jakautuminen sylinterimäisen polttoaine-elementin säteellä.

Höyrystyminen voi tapahtua paitsi haihtumisen seurauksena, myös kiehumisen aikana. Tarkastellaanpa kiehumista energeettisestä näkökulmasta.

Tietty määrä ilmaa liukenee aina nesteeseen. Kun nestettä kuumennetaan, siihen liuenneen kaasun määrä vähenee, minkä seurauksena osa siitä vapautuu pienten kuplien muodossa astian pohjalle ja seinämille sekä nesteeseen suspendoituneille liukenemattomille kiinteille hiukkasille. Neste haihtuu näihin ilmakupliin. Ajan myötä niissä olevat höyryt kyllästyvät. Edelleen kuumennettaessa kylläisen höyryn paine kuplien sisällä ja niiden tilavuus kasvavat. Kun kuplien sisällä oleva höyrynpaine tulee yhtä suureksi kuin ilmakehän paine, ne nousevat nesteen pinnalle Arkhimedesen kelluvan voiman vaikutuksesta, räjähtävät ja niistä poistuu höyryä. Höyrystymistä, joka tapahtuu samanaikaisesti sekä nesteen pinnalta että itse nesteen sisällä ilmakupliksi, kutsutaan kiehumiseksi. Lämpötilaa, jossa kylläisen höyryn paine kuplissa tulee yhtä suureksi kuin ulkoinen paine, kutsutaan kiehumispiste.

Koska samassa lämpötilassa eri nesteiden tyydyttyneiden höyryjen paineet ovat erilaisia, niin klo erilaisia ​​lämpötiloja heistä tulee tasa-arvoisia ilmakehän paine. Tämä saa eri nesteet kiehumaan eri lämpötiloissa. Tämä ominaisuus nesteitä käytetään öljytuotteiden sublimointiin. Öljyä kuumennettaessa sen arvokkaimmat, haihtuvat osat (bensiini) haihtuvat ensimmäisenä, jotka näin erottuvat "raskaista" jäämistä (öljyt, polttoöljy).

Siitä tosiasiasta, että kiehuminen tapahtuu, kun kylläisen höyryn paine on yhtä suuri kuin nesteen ulkoinen paine, seuraa, että nesteen kiehumispiste riippuu ulkoisesta paineesta. Jos sitä lisätään, neste kiehuu korkeammassa lämpötilassa, koska tällaisen paineen saavuttamiseksi kylläistä höyryä lisää lämpöä. Päinvastoin, alennetussa paineessa neste kiehuu alemmassa lämpötilassa. Tämä voidaan varmistaa kokemuksella. Kuumennamme pullossa olevan veden kiehuvaksi ja poistamme alkoholilampun (kuva 37, a). Veden kiehuminen pysähtyy. Suljettuamme pullon tulpalla alamme poistaa ilmaa ja vesihöyryä siitä pumpulla, mikä vähentää painetta veteen, joka "kiehuu tämän seurauksena. Laitetaan se kiehumaan avoimessa pullossa, pumppaamalla ilmaa pulloon lisää veden painetta (kuva 37, b) Sen kiehuminen pysähtyy. 1 atm vesi kiehuu 100°C:ssa ja n 10 atm- 180 °C:ssa. Tätä riippuvuutta käytetään esimerkiksi autoklaaveissa, lääketieteessä sterilointiin, ruoanlaitossa elintarvikkeiden kypsennyksen nopeuttamiseksi.

Jotta neste alkaa kiehua, se on lämmitettävä kiehumispisteeseen. Tätä varten on tarpeen antaa nesteelle energiaa, esimerkiksi lämmön määrä Q \u003d cm (t ° - t ° 0). Kiehuessaan nesteen lämpötila pysyy vakiona. Tämä johtuu siitä, että kiehumisen aikana raportoitu lämpömäärä ei kulu nesteen molekyylien kineettisen energian lisäämiseen, vaan molekyylisidosten katkaisemiseen eli höyrystymiseen. Kondensoitaessa höyryä se vapautuu energian säilymisen lain mukaan ympäristöön höyrystykseen käytetyn lämmön määrä. Kondensoituminen tapahtuu kiehumispisteessä, joka pysyy vakiona kondensaatioprosessin aikana. (Selitä miksi).

Muodostetaan lämpötasapainoyhtälö höyrystymiselle ja kondensaatiolle. Nesteen kiehumispisteessä otettu höyry tulee kalorimetrissä olevaan veteen putken A kautta. (Kuva 38, a) tiivistyy siinä ja antaa sille sen saamiseksi kulutetun lämpömäärän. Tässä tapauksessa vesi ja kalorimetri saavat osan lämpöä paitsi höyryn tiivistymisestä, myös siitä saadusta nesteestä. Fysikaalisten suureiden tiedot on annettu taulukossa. 3.

Kondensoituva höyry luovutti lämpöä Q p \u003d rm 3(Kuva 38, b). Höyrystä saatu neste, joka oli jäähtynyt t ° 3:sta θ °:seen, antoi pois lämpöä Q 3 \u003d c 2 m 3 (t 3 ° - θ °).

Kalorimetri ja vesi, jotka kuumensivat arvosta t ° 2 arvoon θ ° (kuva 38, c), vastaanottivat lämpömäärän

Q 1 \u003d c 1 m 1 (θ ° - t ° 2); Q 2 \u003d c 2 m 2 (θ ° - t ° 2).

Perustuu energian säilymisen ja muuntamisen lakiin

Q p + Q 3 \u003d Q 1 + Q 2,