La oss følge kokeprosessen, fra det øyeblikket de første boblene dannes på den oppvarmede bunnen av karet (panne eller). Er de forresten dannet? Ja, fordi et tynt lag med vann i direkte kontakt med bunnen av fartøyet varmes opp til 100 grader. Og ifølge fysiske egenskaper vann, begynte å bli gassformig.
Så de første boblene, mens de fortsatt er små, begynner å flyte sakte - de blir påvirket av en oppdriftskraft, ellers kalt Archimedes - og synker nesten umiddelbart til bunnen igjen. Hvorfor? Ja, for vannet ovenfra er ennå ikke varmet opp nok. Etter å ha kommet i kontakt med kaldere lag, ser boblene ut til å "krympe" og miste volum. Og følgelig avtar Archimedes makt umiddelbart. Boblene synker til bunnen og "sprekker" på grunn av tyngdekraften.
Men oppvarmingen fortsetter, flere og flere nye lag med vann får en temperatur nær 100 grader. Boblene synker ikke lenger til bunnen. De streber etter å nå overflaten, men det øverste laget er fortsatt betydelig kaldere, derfor, ved kontakt med det, reduseres hver boble igjen i størrelse (på grunn av det faktum at en del av vanndampen i den, avkjøling, blir til vann) . På grunn av dette begynner den å synke ned, men når den kommer inn i de varme lagene, som allerede har nådd en temperatur på 100 grader, øker den i størrelse igjen. Fordi den kondenserte dampen blir til damp igjen. Et stort antall bobler suser opp og ned, vekselvis avtar og øker i størrelse, og produserer en karakteristisk støy.
Og til slutt kommer øyeblikket da hele vannsøylen, inkludert det øverste laget, har nådd en temperatur på 100 grader. Hva vil skje på dette stadiet? Boblene, som stiger oppover, når fritt overflaten. Og her, i grensesnittet mellom de to mediene, oppstår "sydning": de brister og slipper ut vanndamp. Og denne prosessen, underlagt konstant oppvarming, vil fortsette til alt vannet koker bort, og blir til en gassform.
Vær oppmerksom på at kokepunktet avhenger av atmosfærisk trykk. For eksempel, høyt på fjellet, koker vann ved temperaturer under 100 grader. Derfor trenger innbyggerne i høylandet mye mer tid til å lage mat.
Å koke vann er en av de vanlige daglige oppgavene. Men i fjellområder har denne prosessen sine egne egenskaper. I ulike høyder over havet koker vann kl forskjellige temperaturer.
Hvordan avhenger kokepunktet til vannet av atmosfærisk trykk?
Kokende vann er preget av uttalte ytre effekter: bobling av væsken, dannelse av små bobler inne i beholderen og stigende damp. Ved oppvarming mottar vannmolekyler ekstra energi fra varmekilden. De blir mer mobile og begynner å vibrere.Til slutt når væsken en temperatur hvor det dannes dampbobler på veggene av beholderen. Denne temperaturen kalles kokepunktet. Når vannet begynner å koke, endres ikke temperaturen før all væsken har blitt til gass.
Vannmolekyler som slipper ut som damp, utøver trykk på atmosfæren. Dette kalles damptrykk. Når temperaturen på vannet øker, øker den, og molekylene, som beveger seg raskere, overvinner de intermolekylære kreftene som forbinder dem. Damptrykket motvirkes av en annen skapt kraft luftmasse: . Når damptrykket når eller overstiger omgivelsestrykket, og overvinner det, begynner vannet å koke.
Vannets kokepunkt avhenger også av renheten. Vann som inneholder urenheter (salt, sukker) vil koke ved høyere temperatur enn rent vann.
Funksjoner av vann som koker i fjellet
Luftatmosfæren utøver trykk på alle gjenstander på. Ved havnivå er det likt overalt og er lik 1 atm., eller 760 mm Hg. Kunst. Dette er normalt atmosfærisk trykk, og vann koker ved 100°C. Damptrykket ved denne vanntemperaturen er også 760 mmHg. Kunst.Jo høyere du er over havet, jo tynnere blir luften. I fjellet avtar dens tetthet og trykk. På grunn av reduksjonen i ytre trykk på vann, kreves det mindre energi for å bryte intermolekylære bindinger. Dette innebærer mindre varme og vannet vil koke ved lavere temperatur.
For hver kilometer over havet koker vannet ved en temperatur som er 3,3°C lavere enn den opprinnelige temperaturen (eller omtrent minus 1 for hver 300 meter). I en høyde på 3 km over havet er det atmosfæriske trykket omtrent 526 mmHg. Kunst. Vann vil koke når damptrykket er lik atmosfærisk trykk, nemlig 526 mm Hg. Kunst. Denne tilstanden oppnås ved en temperatur på 90°C. I en høyde på 6 km er trykket omtrent to ganger mindre enn normalt, og er omtrent 80°C.
På toppen av Everest, hvis høyde er 8848 m, koker vann ved en temperatur på omtrent 72°C.
I fjellet i 600 m høyde, hvor vannet koker ved 98°C, er det spesielt viktig å forstå kokeprosessen ved matlaging. Noen matvarer kan tilberedes ved å øke tilberedningstiden. Men for matvarer som krever god tilberedning og lang koketid, er det best å bruke en trykkoker.
Koking - tilsynelatende enkelt fysisk prosess, kjent for alle som har kokt en vannkoker minst en gang i livet. Imidlertid har den mange funksjoner som fysikere studerer i laboratorier, og husmødre studerer på kjøkken. Selv kokepunktet er langt fra konstant, men varierer avhengig av ulike faktorer.
Kokende væske
Ved koking begynner væsken intensivt å forvandles til damp, og dampbobler dannes i den og stiger til overflaten. Ved oppvarming vises damp først bare på overflaten av væsken, deretter begynner denne prosessen gjennom hele volumet. Små bobler vises på bunnen og veggene av pannen. Når temperaturen stiger, øker trykket inne i boblene, de øker i størrelse og stiger oppover.
Når temperaturen når det såkalte kokepunktet, begynner rask dannelse av bobler, det er mange av dem, og væsken begynner å koke. Det dannes damp, hvis temperatur forblir konstant til alt vann er tilstede. Hvis fordampning oppstår i normale forhold, ved et standardtrykk på 100 mPa, er dens temperatur 100°C. Øker du trykket kunstig, kan du få overopphetet damp. Forskere klarte å varme opp vanndamp til en temperatur på 1227 ° C; med ytterligere oppvarming gjør dissosiasjonen av ioner dampen til plasma.
Ved en gitt sammensetning og konstant trykk er kokepunktet til enhver væske konstant. I lærebøker og håndbøker kan du se tabeller som indikerer kokepunktet til forskjellige væsker og til og med metaller. For eksempel koker vann ved en temperatur på 100°C, ved 78,3°C, eter ved 34,6°C, gull ved 2600°C og sølv ved 1950°C. Disse dataene er for et standardtrykk på 100 mPa, det er beregnet ved havnivå.
Hvordan endre kokepunktet
Hvis trykket synker, synker kokepunktet, selv om sammensetningen forblir den samme. Det betyr at dersom du bestiger et 4000 meter høyt fjell med en gryte med vann og setter det på bål, vil vannet koke ved 85°C, og dette vil kreve mye mindre ved enn under.
Husmødre vil være interessert i en sammenligning med en trykkoker, der trykket økes kunstig. Samtidig øker også vannets kokepunkt, på grunn av hvilken maten tilberedes mye raskere. Moderne trykkokere lar deg jevnt endre koketemperaturen fra 115 til 130 °C eller mer.
En annen hemmelighet til kokepunktet til vann ligger i sammensetningen. Hardt vann, som inneholder ulike salter, tar lengre tid å koke og krever mer energi å varme opp. Hvis du tilsetter to spiseskjeer salt i en liter vann, vil kokepunktet øke med 10°C. Det samme kan sies om sukker: 10% sukker sirup koker ved en temperatur på 100,1°C.
Kokende vann prosess består av tre stadier:
- begynnelsen av det første trinnet - små luftbobler som hopper fra bunnen av kjelen eller et annet kar der vannet koker opp og nye bobleformasjoner vises på overflaten av vannet. Gradvis øker antallet slike bobler.
- På den andre kokende vannstadiet det er en massiv rask økning av bobler oppover, noe som først forårsaker en liten uklarhet i vannet, som deretter går over i "bleking", der vannet ser ut som en bekk av en kilde. Dette fenomenet kalles koking hvit nøkkel og ekstremt kortvarig.
– det tredje trinnet er ledsaget av intense prosesser med vannkoking, utseendet av store sprengende bobler og sprut på overflaten. Store mengder sprut gjør at vannet har kokt for mye.
Forresten, hvis du liker å drikke te brygget på ren naturlig vann, så for dette kan du legge inn en bestilling uten å forlate hjemmet ditt, på nettstedet, for eksempel: http://www.aqualader.ru/. Deretter vil vannleveringsselskapet levere det hjem til deg.
Vanlige observatører har lenge lagt merke til det faktum at alle tre stadier av kokende vann er ledsaget av forskjellige lyder. Vann på det første trinnet gir en knapt hørbar, tynn lyd. I det andre trinnet blir lyden til støy, som minner om summingen til en bisverm. På det tredje trinnet mister lydene av kokende vann sin ensartethet og blir skarpe og høye, og vokser kaotisk.
Alle kokende vannstadiet er lett verifisert av erfaring. Etter å ha begynt å varme opp vann i en åpen glassbeholder og periodisk måle temperaturen, vil vi etter en kort periode begynne å observere bobler som dekker bunnen og veggene til beholderen.
La oss se nærmere på boblen som vises nær bunnen. Gradvis øker volumet, øker boblen også kontaktområdet med det varme vannet, som ennå ikke har nådd høy temperatur. Som et resultat av dette avkjøles dampen og luften inne i boblen, som et resultat av at trykket reduseres, og vannets tyngdekraft sprenger boblen. Det er i dette øyeblikket at vannet gir en lyd som er karakteristisk for koking, som oppstår på grunn av kollisjoner av vann med bunnen av beholderen på de stedene der boblene brister.
Når temperaturen nærmer seg nedre lag vann til 100 grader Celsius, utlignes intrabobletrykket med vanntrykket på dem, som et resultat av at boblene gradvis utvides. En økning i volumet av bobler fører også til en økning i oppdriftskraften på dem, under påvirkning av hvilken de mest voluminøse boblene bryter bort fra beholderens vegger og stiger raskt oppover. I tilfelle at det øverste laget av vann ennå ikke har nådd 100 grader, faller boblen ned i mer kaldt vann, mister noe av vanndampen som kondenserer og går ut i vannet. I dette tilfellet avtar boblene igjen i størrelse og faller ned under påvirkning av tyngdekraften. Nær bunnen får de volum igjen og stiger oppover, og det er disse endringene i boblestørrelsen som skaper den karakteristiske støyen til kokende vann.
Når hele vannvolumet når 100 grader, reduseres ikke lenger de stigende boblene i størrelse, men sprekker på selve overflaten av vannet. I dette tilfellet slippes damp utover, akkompagnert av en karakteristisk gurglende lyd - dette betyr at vann koker. Temperaturen der en væske når koking avhenger av trykket som den frie overflaten opplever. Jo høyere dette trykket er, desto høyere kreves temperaturen, og omvendt.
Det vannet koker kl 100 grader Celsius – velkjent faktum. Men det er verdt å tenke på at denne temperaturen bare er gyldig under normalt atmosfærisk trykk (ca. 101 kilopascal). Når trykket øker, øker også temperaturen der væsken når koking. For eksempel, i trykkokere, tilberedes mat under trykk som nærmer seg 200 kilopascal, hvor kokepunktet til vannet er 120 grader. I vann ved denne temperaturen går kokingen mye raskere enn ved normal koketemperatur - derav navnet på pannen.
Følgelig senker en reduksjon i trykket også kokepunktet til vannet. For eksempel oppnår innbyggere i fjellområder, som bor i en høyde av 3 kilometer, kokende vann raskere enn beboere på slettene - alle stadier av kokende vann skjer raskere, siden dette bare krever 90 grader ved et trykk på 70 kilopascal. Men å lage mat, f.eks. egg fjellboere kan ikke, pga minimumstemperatur, hvor proteinfoldene er nøyaktig 100 grader Celsius.
Alle vet at kokepunktet for vann ved normalt atmosfærisk trykk (ca. 760 mm Hg) er 100 °C. Men ikke alle vet at vann kan koke kl forskjellige temperaturer. Kokepunktet avhenger av en rekke faktorer. Hvis visse betingelser er oppfylt, kan vann koke ved +70 °C, og ved +130 °C, og til og med ved 300 °C! La oss se på årsakene mer detaljert.
Hva bestemmer kokepunktet til vann?
Koking av vann i en beholder skjer i henhold til en viss mekanisme. Når væsken varmes opp, vises luftbobler på veggene til beholderen som den helles i. Det er damp inne i hver boble. Temperaturen på dampen i boblene er i utgangspunktet mye høyere enn det oppvarmede vannet. Men trykket i denne perioden er høyere enn inne i boblene. Inntil vannet varmes opp, komprimeres dampen i boblene. Deretter, under påvirkning av ytre trykk, sprakk boblene. Prosessen fortsetter til temperaturen på væsken og dampen i boblene er like. Det er nå dampkulene kan stige til overflaten. Vannet begynner å koke. Deretter stopper oppvarmingsprosessen, ettersom overskuddsvarme fjernes med damp til atmosfæren. Dette er termodynamisk likevekt. La oss huske fysikk: vanntrykk består av vekten av selve væsken og lufttrykket over karet med vann. Ved å endre en av to parametere (væsketrykk i karet og atmosfærisk trykk), kan du altså endre kokepunktet.
Hva er kokepunktet for vann i fjellet?
I fjellet synker kokepunktet til en væske gradvis. Dette skyldes at det atmosfæriske trykket avtar gradvis når man bestiger et fjell. For at vann skal koke, må trykket i boblene som oppstår under oppvarmingsprosessen være lik atmosfærisk trykk. Derfor, for hver 300 m økning i høyden i fjellet, synker kokepunktet til vannet med omtrent en grad. Denne typen kokende vann er ikke like varm som kokende væske i flatt terreng. På Stor høyde Det er vanskelig og noen ganger umulig å brygge te. Avhengigheten av kokende vann av trykk ser slik ut:
Høyde over havet | ||||||||
Kokepunkt |
Hva med andre forhold?
Hva er kokepunktet for vann i vakuum? Et vakuum er et foreldet miljø der trykket er betydelig lavere enn atmosfærisk trykk. Kokepunktet til vann i et foreldet miljø avhenger også av resttrykket. Ved et vakuumtrykk på 0,001 atm. væsken vil koke ved 6,7 °C. Vanligvis er resttrykket omtrent 0,004 atm, så ved dette trykket koker vannet ved 30 °C. Med økende trykk i et foreldet miljø vil væskens kokepunkt øke.
Hvorfor koker vann ved høyere temperatur i en forseglet beholder?
I en hermetisk forseglet beholder er væskens kokepunkt relatert til trykket inne i beholderen. Under oppvarmingsprosessen frigjøres damp, som legger seg som kondens på lokket og veggene i karet. Dermed øker trykket inne i karet. For eksempel, i en trykkoker når trykket 1,04 atm, så væsken koker i den ved 120 °C. Vanligvis kan trykket i slike beholdere reguleres ved hjelp av innebygde ventiler, og derfor også temperaturen.
Vanlig vann koker ved 100 grader - vi er ikke i tvil om gyldigheten av denne påstanden, og et termometer bekrefter dette enkelt. Imidlertid er det folk som kan smile skeptisk, fordi de vet - vann koker ikke alltid og overalt ved nøyaktig 100 grader.
Er dette mulig? Ja, det er mulig, men bare under visse forhold.
Det skal sies med en gang at vann kan koke ved temperaturer både under og over +100 °C. Så du bør ikke bli overrasket over uttrykket "Vannet kokte ved + 73 °C" eller "Vannet begynte å koke ved +130 °C" - begge disse situasjonene er ikke bare mulige, men også relativt enkle å implementere.
Men for å forstå hvordan man oppnår effektene som nettopp er beskrevet, er det nødvendig å forstå mekanismen for kokende vann og andre væsker.
Når væsken varmes opp, begynner det å dannes bobler fylt med damp og luft i bunnen og på karets vegger. Imidlertid temperaturen omkringliggende vann for liten, noe som får dampen i boblene til å kondensere og komprimere, og under vanntrykk sprekker disse boblene. Denne prosessen fortsetter til hele væskevolumet vil ikke nå kokepunktet- i dette øyeblikket sammenlignes trykket av damp og luft inne i boblene med vanntrykket. Slike bobler er allerede i stand til å stige til overflaten av væsken og slippe ut damp der til atmosfæren - dette koker. Under koking stiger ikke temperaturen på væsken lenger, siden termodynamisk likevekt oppstår: hvor mye varme som brukes på oppvarming, fjernes samme mengde varme med damp fra overflaten av væsken.
Nøkkelpunktet i kokende vann og annen væske er likheten mellom damptrykket i boblene og vanntrykket i karet. Fra denne regelen kan vi trekke en enkel konklusjon - en væske kan koke ved helt andre temperaturer, og dette kan oppnås ved å endre trykket på væsken. Som kjent består trykk i væsker av to komponenter - dens egen vekt og lufttrykk over den. Det viser seg at du kan senke eller øke kokepunktet til vann endring i atmosfærisk trykk eller trykk inne i et kar med en oppvarmet væske.
I virkeligheten er det dette som skjer. For eksempel, i fjellet, er kokende vann ikke i det hele tatt så varmt som på slettene - i en høyde på 3 km, der lufttrykket faller til 0,7 atmosfærer, koker vann allerede ved +89,5 grader. Og på Everest (høyde - 8,8 km, trykk - 0,3 atmosfærer) koker vann ved en temperatur på litt over +68 grader. Ja, matlaging ved slike temperaturer er en veldig vanskelig oppgave, og hvis ikke for spesielle midler, ville det i slike høyder være helt umulig.
For å øke kokepunktet er det nødvendig å øke det atmosfæriske trykket eller i det minste lukke karet tett med vann. Denne effekten brukes i såkalte trykk-kokere- et tett lukket lokk lar ikke damp slippe ut, noe som fører til at trykket i det øker, noe som betyr at kokepunktet også øker. Spesielt ved et trykk på 2 atmosfærer koker vann bare ved +120 grader. Og i dampturbiner, hvor et trykk på titalls atmosfærer opprettholdes, koker ikke vann selv ved +300-400 °C!
Det er imidlertid en annen mulighet for å varme opp vann til høye temperaturer uten å koke. Det har blitt lagt merke til at dannelsen av de første boblene begynner på ruheten til karet, så vel som rundt mer eller mindre store partikler av forurensninger som er tilstede i væsken. Derfor, hvis du varmer en absolutt ren væske inn perfekt polert kar, så er det ved normalt atmosfærisk trykk mulig å få denne væsken til å ikke koke ved veldig høye temperaturer. Den såkalte overopphetet væske, preget av ekstrem ustabilitet - et minimalt trykk eller treff av en støvflekk er nok til at væsken øyeblikkelig koker (og faktisk bokstavelig talt eksploderer) i hele volumet på en gang.
Med litt innsats kan vanlig vann varmes opp til +130 °C og det vil ikke koke. For å oppnå høye temperaturer er det allerede nødvendig å bruke spesialutstyr, men grensen oppstår ved +300 ° C - overopphetet vann ved denne temperaturen kan eksistere i en brøkdel av et sekund, hvoretter det oppstår eksplosiv brusing.
Interessant nok kan overopphetet væske oppnås på en annen måte - ved å varme den opp til en relativt lave temperaturer(litt under +100 °C) og reduser trykket kraftig i karet (for eksempel med et stempel). I dette tilfellet dannes det også en overopphetet væske som kan koke med minimal eksponering. Denne metoden brukt i boble kamre, registrering belastet elementærpartikler. Når den flyr gjennom en overopphetet væske, forårsaker en partikkel sin lokale koking, og eksternt vises dette som utseendet til et spor (spor, tynn linje) av mikroskopiske bobler. I boblekammer er det imidlertid ikke vann som brukes, men ulike flytende gasser.
Så vann koker ikke alltid ved +100 °C - alt avhenger av trykket eksternt miljø eller inne i fartøyet. Derfor i fjellet uten spesielle midler Det er umulig å få "normalt" kokende vann, og i kjeler i termiske kraftverk koker ikke vannet selv ved +300 °C.
Koking er prosessen med å omdanne en væske til en gass (damp) tilstand. Dampbobler eller damphulrom vises i væsken. Boblene blir større etter hvert som væsken i dem fordamper. Dampen i boblene går over i en gassform over væsken.
Koking refererer til den intense overgangen av den flytende tilstanden til vann til damp. Overgangen består av transformasjon av dampbobler gjennom hele væskevolumet ved en viss temperatur.
I motsetning til fordampning, som kan oppstå ved enhver vanntemperatur, er fordamping som koking bare mulig ved riktig temperatur. Denne temperaturen kalles kokepunktet.
Hvis du varmer opp vann i et åpent glasskar, vil du merke at når temperaturen øker, begynner vannet å bli dekket av små bobler. Slike bobler dannes på grunn av utvidelsen av små luftbobler som finnes i mikrosprekker i karet.
Dampen inne i boblene er mettet. Når temperaturen stiger, øker det mettede damptrykket. Som et resultat endrer boblene seg i størrelse. Etter at volumet av boblene øker, øker også den arkimedeiske kraften som virker på dem. Når de utsettes for slik kraft, begynner boblene å skynde seg til overflaten av vannet. Hvis topplaget ikke rekker å varme opp til kokepunktet, det vil si opptil hundre grader Celsius, avkjøles en del av vanndampen og går ned. Boblene endrer seg i størrelse, og tyngdekraften tvinger dem til å synke lavere. Etter å ha falt lavere ned i varmere lag med vann, begynner de å stige til overflaten igjen. Når boblene øker og reduseres i størrelse, dukker det opp bobler inne i vannet. lydbølger. Derfor lager vann som begynner å koke en karakteristisk lyd.
Etter at alt vannet når en temperatur på 100 grader, slutter boblene som når overflaten å avta i størrelse. De begynner å sprekke etter at de når overflaten av vannet. Vanndamp begynner å komme ut av vannet. Vann lager en bestemt lyd.
I kokeøyeblikket endres ikke temperaturen på væsken og dampen. Den forblir i én tilstand til all væsken har fordampet. Dette skjer fordi all energien brukes på å omdanne vann til damp.
Temperaturen der vannet begynner å koke kalles kokepunktet.
Kokepunktet avhenger direkte av trykket som utøves på overflaten av væsken. Dette forklares med trykkavhengigheten mettet damp på temperatur. Dampboblene vokser stadig. Veksten fortsetter til trykket til den mettede dampen inni den overstiger væsketrykket. Dette trykket består av ytre trykk og hydrostatisk trykk av væsken.
Hvis det ytre trykket øker, vil også kokepunktet øke!
Hver voksen vet at vann begynner å koke ved en temperatur på hundre grader Celsius. Det må huskes at dette kokepunktet vil være ved normalt atmosfærisk trykk, som er 101 kPa. Øker trykket vil kokepunktet endres.
Når det ytre atmosfæriske trykket synker, vil kokepunktet synke. I fjellområde vann koker ved en temperatur på nitti grader. Derfor trenger folk som bor i dette området mer tid til å lage mat. Beboere på slettene vil kunne lage mat mye raskere. Ved lavt kokepunkt er det umulig å koke et vanlig egg, siden det hvite ikke kan koagulere hvis temperaturen er under 100 grader.
Hver væske har sitt eget kokepunkt, som avhenger av metningsdamptrykket. Når dampmetningstrykket øker, synker kokepunktet.
Kokende vann er en ganske kompleks prosess som består av fire forskjellige stadier som er forskjellige fra hverandre:
- I det første trinnet stiger små luftbobler opp fra bunnen av beholderen, og en gruppe bobler vises også på beholderens vegger.
- På det andre trinnet av koking øker volumet av bobler. Over tid begynner antallet bobler som dukker opp i vannet og skynder seg til overflaten å øke. På dette stadiet begynner vannet å lage litt merkbar støy.
- På det tredje stadiet begynner en massiv økning av bobler, noe som forårsaker en liten uklarhet av vannet, og etter en viss tid "bleking" av vannet. Denne handlingen ligner en kilde der en rask vannstrøm renner. Denne kokingen kalles "hvit vår". Dette stadiet er ganske kort. Når det gjelder lyden, blir den lik lyden som lages av en bisverm.
- På det fjerde trinnet oppstår intens bobling av væsken. Vises på overflaten av vannet et stort nummer av store bobler som begynner å sprekke. Etter noen minutter begynner vannet å sprute. Utseendet til sprut kjennetegner høyt kokt vann. Lyden blir skarp og jevnheten stopper. Lyden ligner gale bier som flyr mot hverandre.
- Hvordan foregår prosessen med å koke vann?
- Temperatur på damp ved kokende vann
- Kokepunkt for saltvann
- Kokepunkt for vann i vakuum ved forskjellige trykk
- Kokepunktet for vann i vakuum
- Koketemperatur på vann i en vannkoker
- Kokepunkt for vann i fjellet
- Kokepunkter for vann i forskjellige høyder
- Kokepunktet for destillert vann
- Spesifikk varme ved koking av vann
Hvordan foregår prosessen med å koke vann? ^
Koking av vann er en kompleks prosess som foregår i fire trinn. Tenk på eksempelet med kokende vann i en åpen glassbeholder.
På det første stadiet Når vann koker oppstår det små luftbobler i bunnen av karet, som også kan sees på vannoverflaten på sidene.
Disse boblene dannes som et resultat av utvidelse av små luftbobler som finnes i små sprekker i karet.
På andre trinn det er en økning i volumet av bobler: alle flere bobler luften strømmer til overflaten. Det er mettet damp inne i boblene.
Når temperaturen stiger, øker trykket til de mettede boblene, noe som får dem til å øke i størrelse. Som et resultat øker den arkimedeiske kraften som virker på boblene.
Det er takket være denne kraften at boblene har en tendens til overflaten av vannet. Hvis det øverste laget av vann ikke har hatt tid til å varme opp opptil 100 grader C(og dette er kokepunktet for rent vann uten urenheter), så synker boblene ned i varmere lag, hvoretter de skynder seg tilbake til overflaten igjen.
På tredje trinn stiger til overflaten av vannet stor mengde bobler, som i utgangspunktet forårsaker en liten uklarhet i vannet, som deretter "blir blek". Denne prosessen varer ikke lenge og kalles "hvitkoking".
Endelig, på fjerde trinn Etter koking begynner vannet å koke intenst, store sprengende bobler og sprut kommer (som regel betyr sprut at vannet har kokt kraftig).
Vanndamp begynner å dannes fra vannet, og vannet lager bestemte lyder.
Damptemperatur når vannet koker ^
Damp er den gassformige tilstanden til vann. Når damp kommer inn i luften, utøver den, som andre gasser, et visst trykk på den.
Under prosessen med dampdannelse vil temperaturen på dampen og vannet forbli konstant til alt vannet har fordampet. Dette fenomenet forklares ved at all energien (temperaturen) er rettet mot å gjøre vann om til damp.
I dette tilfellet dannes tørr mettet damp. Det er ingen sterkt dispergerte partikler av væskefasen i slik damp. Også damp kan være mettet våt og overopphetet.
Mettet damp som inneholder suspenderte svært dispergerte partikler av væskefasen, som er jevnt fordelt over hele massen av damp, kalles våt mettet damp.
I begynnelsen av kokende vann dannes nettopp slik damp, som deretter blir til tørr mettet damp. Damp, hvis temperatur er høyere enn temperaturen på kokende vann, eller snarere overopphetet damp, kan bare oppnås ved bruk av spesialutstyr. I dette tilfellet vil slik damp være nær gass i sine egenskaper.
Kokepunkt for saltvann^
Kokepunktet til saltvann overstiger kokepunktet ferskvann . Følgelig saltvann koker senere fersk. Saltvann inneholder Na+ og Cl-ioner, som opptar et visst område mellom vannmolekylene.
I saltvann fester vannmolekyler seg til saltioner i en prosess som kalles hydrering. Bindingen mellom vannmolekyler er mye svakere enn bindingen som dannes under hydrering.
Kokende vann med oppløst salt vil kreve mer energi, som i dette tilfellet er temperatur.
Når temperaturen øker, beveger molekylene i saltvann seg raskere, men det er færre av dem, noe som gjør at de kolliderer sjeldnere. Som et resultat produseres det mindre damp, hvis trykk er lavere enn ferskvannsdamp.
For at trykket i saltvann skal bli høyere enn atmosfærisk trykk og kokeprosessen skal begynne, kreves det høyere temperatur. Ved tilsetning av 60 gram salt til 1 liter vann vil kokepunktet øke med 10 C.
Kokepunktet for vann i vakuum ved forskjellige trykk^
|
Trykk (P) - kPa |
Temperatur (t) - °C |
Kokepunktet for vann i vakuum ^
Det er kjent at ved normalt atmosfærisk trykk koker vann ved en temperatur på 100 grader C. Normalt atmosfærisk trykk er 101.325 kPa.
Når omgivelsestrykket synker, koker og fordamper vannet raskere. Vakuum er rom fritt for materie. Teknisk vakuum er et medium som inneholder gass under trykk som er betydelig lavere enn atmosfærisk trykk.
I vakuum er resttrykket ca. 4 kPa. På dette trykknivået Vannets kokepunkt vil være 300 C. Jo høyere trykk i vakuum, jo høyere kokepunkt har vannet.
Kokepunktet for vann i en vannkoker ^
Kokende vann er vann som bringes til koketemperatur. Som regel brukes tekanner for å få kokende vann. Avkjølt vann, tidligere kokt, kalles kokt.
Når vannet koker frigjøres det rikelig med damp. Fordampningsprosessen er ledsaget av frigjøring av frie oksygenmolekyler fra den flytende sammensetningen. Rent ferskvann koker i en vannkoker ved en temperatur på 100 grader C.
I kokende vann dør de fleste sykdomsfremkallende bakterier på grunn av langvarig eksponering for høy temperatur på vannet. Når saltene i hardt vann koker, dannes det et bunnfall, som er kjent for oss som skala.
Som oftest kokt vann brukes til brygging av kaffe og te, samt til desinfisering av grønnsaker og frukt, etc.
Vet du forresten hvilken komposisjon den har? sjøvann? Dette kan du lese om i artikkelen:
http://pro8odu.ru/vidy-vody/seawater/pochemu-nelzya-pit-morskuyu-vodu.html, dette er veldig interessant!
Kokepunkt for vann i fjellet^
Som nevnt ovenfor avhenger kokepunktet til vann direkte av ytre trykk. Jo lavere atmosfærisk trykk, jo lavere blir kokepunktet.
Det er kjent at atmosfærisk trykk faller betydelig over havet. Derfor vil trykket i fjellet være mye lavere enn ved havnivå.
Enhver klatrer vet at det er vanskelig å lage te i fjellet fordi vannet ikke varmes opp nok. Det tar også lengre tid å lage mat i fjellet..
Derfor ble det laget en spesiell tabell som viser kokepunktet for vann avhengig av høyden.
Koketemperaturer for vann i forskjellige høyder^
|
Høyde (meter) |
Kokepunkt for vann (0 C) |
Disse indikatorene kan endres hvis vannet inneholder urenheter. I nærvær av ikke-flyktige urenheter vil kokepunktet til vannet øke.
Kokepunkt for destillert vann^
Destillert vann er renset H2O-vann som praktisk talt ikke inneholder urenheter. Det brukes vanligvis til medisinske, tekniske eller forskningsformål.
Destillert vann er ikke beregnet for drikking eller matlaging. Slikt vann produseres i spesialutstyr - destillatører, hvor fordampning av ferskvann og påfølgende kondensering av damp.
Denne prosessen kalles " destillasjon" Etter destillasjon forblir alle urenheter som er tilstede i vannet i den fordampede resten.
Kokepunktet for destillert vann vil være det samme som for vanlig vann springvann-100 grader Celsius. Forskjellen er at Destillert vann vil koke raskere enn ferskvann.
Imidlertid er denne indikatoren praktisk talt ikke forskjellig fra koketiden til vanlig vann: forskjellen er bare noen få brøkdeler av et sekund.
Spesifikk varme ved koking av vann^
Spesifikk varme ved koking av vann eller fordamping er fysisk mengde, som gjenspeiler mengden varme som kreves for å omdanne 1 liter kokende vann til damp.
Prosessen med å koke vann, som alle andre stoffer, skjer med absorpsjon av varme. En betydelig del av den ledede varmen er nødvendig for å bryte bindingene mellom vannmolekyler.
Den andre delen av varmen brukes på prosesser som skjer under ekspansjon av damp. Som et resultat av varmeabsorpsjon øker interaksjonsenergien mellom damppartikler.
Denne energien blir større enn interaksjonsenergien til vannmolekyler. Altså når samme temperatur den indre energien til dampen blir høyere indre energi væsker.
Enhet spesifikk varme fordampning i systemet SI: [L] = 1 J/kg.
Den spesifikke fordampningsvarmen til vann er 2260 kJ/kg.
En kort video - måling av kokepunktet til vann:
Ved hvilken temperatur koker vann?
Når du koker vann i en panne, varmes bunnen og veggene opp først, og her dannes det bobler med vanndamp. Temperaturen i dem er merkbart høyere enn i resten av væsken. Bare opp til et visst øyeblikk lar vanntrykket på disse boblene dem ikke slippe ut og dampen komprimeres. Dette fortsetter til temperaturen på dampen og hoveddelen av væsken er like. Først da kan bobler flyte til overflaten og vannet begynner å koke. Dette er den såkalte hvit nøkkel, den første kokefasen.
Vanligvis trenger vann bare å varmes opp til 100 grader Celsius for å koke.
Hvis du går opp, så for hver tre hundre meter du klatrer, synker kokepunktet for vann med 1 grad.
Klatrere klager til og med over at teen deres høyt oppe i fjellet ikke er riktig brygget. I 6 kilometers høyde koker vann allerede ved 80 grader.
Hvis trykkatmosfæren er normal, vil vannet koke ved 100 grader Celsius. Vel, hvis det atmosfæriske trykket er høyt, vil også kokegraden være høy. For eksempel, i Jerevan koker vann ved omtrent 96 grader.
Kokepunkt eller kokepunkt er temperaturen som en væske koker ved når den er under konstant trykk. Kokepunktet tilsvarer temperaturen til mettet damp over en flat overflate av en kokende væske. Vi fant ut hva koking er, og ved hvilken temperatur koker vann? Det virket åpenbart at vann koker ved 100C, men denne regelen fungerer bare ved normalt atmosfærisk trykk, det vil si 760 mm kvikksølv.For eksempel, høyt i fjellet, hvor trykket ikke når 760 mm kvikksølv, koker vannet før det når 100 C. Og vann kan ikke koke etter å ha nådd 100 C, men forutsatt at dette vannet er uvanlig rent, uten urenheter. .
Mer eller mindre rent vann Ved normalt atmosfærisk trykk koker det ved 100 grader Celsius (212 grader Fahrenheit). Denne temperaturen er temperaturgrensen mellom væske og gassformige tilstander vann.
Vann koker ved en temperatur der det mettede damptrykket til vannet er lik det ytre trykket. Derfor koker det ved normalt atmosfærisk trykk ved 100 grader. Celsius, og hvem bryr seg om hvor mange grader det er ute. Det er trykket som er viktig, ikke temperaturen i det ytre miljøet. Og ved null grader koker ikke vann i vakuum, men ved et trykk over vakuum - flere mmHg. Kunst.
Jo høyere ytre trykk, jo høyere temperatur vann koker. Men ved temperaturer over 374 grader. intet trykk er nok til å forhindre at det koker: denne temperaturen kalles kritisk. Ved denne temperaturen (og høyere) kan vannet ikke lenger være i flytende tilstand.
Vann koker under normale forhold (temperatur miljø 20 grader Celsius, trykk ca 745-760 millimeter kvikksølv) når temperaturen når 100 grader Celsius. Vannets kokepunkt avhenger av trykk, for eksempel høyt i fjellet, kokepunktet til vann er mye lavere, og i en trykkoker er det 120 grader celsius. Alt dette skyldes forskjellen i trykk.
Ved normalt atmosfærisk trykk, som anses å være et trykk lik 760 mm. kvikksølvkolonne (P = 760 mm Hg), så i dette tilfellet skal vannet koke og koke ved en temperatur på hundre grader Celsius.
Det er også velkjent at disse tallene (vannets kokepunkt) reduseres følgelig med en reduksjon i atmosfærisk trykk. På toppene av fjell (for eksempel Everest) koker vann allerede ved en temperatur på 70 grader. Og omvendt - jo høyere trykk, jo høyere/høyere kokepunkt for vann.
Laster inn...
