Процесс кипения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Января 2012 в 17:23, творческая работа

Описание работы

Кипение - это интенсивное парообразование, которое происходит при нагревании жидкости не только с поверхности, но и внутри неё.

Файлы: 1 файл

Кипение.doc

— 105.50 Кб (Скачать файл)

  КИПЕНИЕ

  Кипение - это интенсивное парообразование, которое происходит при нагревании жидкости не только с поверхности, но и внутри неё.  

   
 
Кипение  происходит
с поглощением теплоты. 
Большая часть подводимой теплоты расходуется на
разрыв связей между частицами вещества,  
остальная часть - на работу, совершаемую при расширении пара. 
В результате энергия взаимодействия между частицами пара становится больше, чем между частицами жидкости, поэтому внутренняя энергия пара больше, чем внутренняя энергия жидкости при той же температуре.  
Количество теплоты, необходимое для перевода жидкости в пар в процессе кипения можно расчитать  
по формуле:
 

  .

   
где m - масса жидкости (кг), 
L - удельная теплота парообразования.

  Удельная теплота парообразования показывает, какое количество теплоты необходимо, чтобы превратитъ в пар 1 кг данного вещества при температуре кипения. Единица удельной теплоты парообразования в системе СИ:  
[ L ] = 1 Дж/ кг

   
С ростом давления температура кипения  жидкости повышается, а удельная теплота  парообразования уменьшается и  наоборот. 
 

 

   
Во время кипения 
температура жидкости не меняется.. 
Температура кипения
зависит от давления, оказываемого на жидкость. 
Каждое вещество при одном и том же давлении имеет
свою температуру кипения.  
При увеличением атмосферного давления кипение начинается при более высокой температуре, при уменьшении давления - наоборот.. 
Так, например, вода кипит при 100 °С лишь при нормальном атмосферном давлении.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  ЧТО ЖЕ ПРОИСХОДИТ  
ВНУТРИ ЖИДКОСТИ ПРИ КИПЕНИИ ?

  

  Кипение представляет собой переход жидкости в пар с непрерывным образованием и ростом в жидкости пузырьков пара, внутрь которых происходит испарение жидкости. В начале нагревания вода насыщена воздухом и имеет комнатную температуру. При нагревании воды, растворенный в ней газ выделяется на дне и стенках сосуда, образуя воздушные пузырьки. Они начинают появляться задолго до кипения. В эти пузырьки испаряется вода. Пузырек, наполненный паром, при достаточно высокой температуре начинает раздуваться. 
 

 
 
Достигнув определенных размеров он отрывается от дна, поднимается к поверхности воды и лопается. При этом пар покидает жидкость. Если вода прогрета недостаточно, то пузырек пара, поднимаясь в холодные слои,
схлопывается. Возникающие при этом колебания воды приводят к появлению во всем объеме воды огромного количества мелких пузырьков воздуха: так называемый "белый ключ". 
 
 
 
На воздушный пузырек объемом на дне сосуда действует
подъемная сила: 
Fпод = Fархимеда - Fтяжести 
Пузырек прижат ко дну, поскольку на нижнюю поверхность силы давления не действуют. При нагреве пузырек увеличивается за счет выделения в него газа и отрывается от дна, когда подъемная сила будет немного больше прижимающей. Размер пузырька, способного оторваться от дна, зависит от его формы. Форма пузырьков на дне определяется смачиваемостью дна сосуда. 
 
 
 
 
Неоднородность смачивания и слияние пузырьков на дне приводили к увеличению их размеров. При больших размерах пузырька при подъеме сзади него образуются пустоты, разрывы и завихрения.

  

 

   
 
Когда пузырек лопается, вся окружающая его жидкость устремляется
внутрь, и возникает кольцевая волна. Смыкаясь, она выбрасывает вверх столбик воды. 

 
 
При схлопывании лопающихся пузырьков в жидкости распространяются ударные волны ультразвуковых частот, сопровождаемые слышимым шумом. Для начальных стадий кипения характерны самые громкие и высокие звуки (на стадии "белого ключа"
чайник "поет"). 
 
 

  ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК ИЗМЕНЕНИЯ  АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ  ВОДЫ

  

  
 
 
 

  ОПЫТ 
 
Польем холодненькой… и закипит!!!

  Обычно  вода кипит при 100 градусах Цельсия. Нагреем воду  в колбе на горелке до кипения. Погасим горелку. Вода перестает кипеть. Закроем колбу  пробкой и начнем  осторожно лить на пробку струйкой холодную воду. Каково? Вода опять закипела!

  

...............
...............
 
 
 
Под струей холодной воды водичка в колбе, а вместе с ней и водяные пары начинают остывать.  
Объем паров уменьшается,  и давление над поверхностью воды меняется ...  

Информация о работе Процесс кипения