| Кипение и конденсация |
|
| Автор naturalscience.ru | |
|
Нальем в сосуд чистой воды и поместим над горелкой. Вскоре на дне и стенках сосуда мы заметим многочисленные пузырьки. Они содержат водяной пар и воздух, который всегда растворен в воде. Рассмотрим пузырек, возникающий около горячего дна сосуда. Увеличиваясь в объеме, пузырек увеличивает площадь своего соприкосновения с еще недостаточно прогревшейся водой. В результате воздух и пар внутри пузырька охлаждаются, их давление уменьшается, и тяжесть слоя воды "захлопывает" пузырек. В это время закипающая вода издает характерный шум. Шум создается растущими и захлопывающимися пузырьками. Постепенно вода прогревается, и давление пара внутри пузырьков уже не уменьшается. Пузырьки перестают захлопываться и начинают расти. С этого момента шум становится тише. По мере увеличения объема пузырьков возрастает архимедова сила, и они начинают всплывать.
Опыты показывают, что во время кипения температура жидкости и пара над ее поверхностью одинакова и остается постоянной до полного выкипания жидкости. Температуры кипения, °С (при ратм=101,3 кПа) Если атмосферное давление не меняется, то вне зависимости от способа и скорости нагревания каждая жидкость всегда кипит при строго определенной температуре. Поэтому температура кипения - одна из характеристик вещества. По мере кипения масса жидкости уменьшается - говорят, что она "выкипает". Пар, покидающий сосуд, уносит с собой часть внутренней энергии. Поэтому для поддержания кипения жидкости необходимо постоянно передавать ей теплоту. Количество этой теплоты легко подсчитать по формуле Q = rm.
Чтобы конденсация произошла, пар должен отдать теплоту окружающим телам. В результате он превратится в жидкость или туман, а окружающие его тела нагреются. Например, при конденсации всего пара, вырывающегося из носика кипящего чайника, выделяется столько теплоты, что ее хватит для нагревания двух ведер воды комнатной температуры до 100 °С!
|