Dağlarda su neden daha hızlı kaynar? Su hangi sıcaklıkta kaynar? Kaynama noktası basınca karşı Suyun kaynama noktası

Kaynar suya, faz durumunun özelliklerindeki değişiklikler ve belirli sıcaklık göstergelerine ulaşıldığında buharlı bir kıvamın kazanılması eşlik eder.

Suyu kaynatmak ve buhar çıkışına katkıda bulunmak için 100 santigrat derece sıcaklık gereklidir. Bugün suyun kaynadığını nasıl anlayacağız sorusuyla ilgilenmeye çalışacağız.

Çocukluğumuzdan beri, sadece tüketilebilecek şeylerle ilgili ebeveyn tavsiyelerini hepimiz duyduk. kaynamış su. Bugün, bu tür önerilerin hem destekçileri hem de muhalifleri ile tanışabilirsiniz.

Bir yandan, kaynar su aslında gerekli ve faydalı bir prosedürdür, çünkü buna aşağıdaki olumlu yönler eşlik eder:

• 100 derece ve üzerine çıkan su sıcaklıklarına birçok patojenin ölümü eşlik eder, bu nedenle kaynama bir tür sıvının arıtılması olarak adlandırılabilir. İçin etkili dövüş Bakterilerle uzmanlar, suyun en az 10 dakika kaynatılmasını önerir.
• Su kaynatıldığında, insan sağlığı için belirli bir tehlike oluşturabilecek çeşitli safsızlıklar da ortadan kaldırılır. Kirliliklerden kurtulmanın bir işareti, su ısıtıcısı ve tencere duvarlarında sıklıkla gördüğümüz kireç oluşumudur. Ancak, sadece kaynamış su ile çay demlerken, vücudun gelişme ile dolu kristalize tortularla düzenli olarak doldurulma olasılığının yüksek olduğunu unutmayın. ürolitiyazis gelecekte.

Kaynayan suyun zararı, kaynama süresi ile ilgili belirtilen tavsiyelere uyulmamasından kaynaklanabilir.

Sıvıyı 100 dereceye getirdiyseniz ve hemen ateşten çıkardıysanız, mevcut mikroorganizma sayısının olumsuz etkilenmediğine şüphe yoktur. Bunu önlemek için, suyu 10 ila 15 dakika kaynattığınızdan emin olun.

Bir tane daha olumsuz taraf kaynar su, herhangi bir canlı organizma için hayati bir unsur olan oksijen kaybına girer.

Büyük oksijen molekülleri sayesinde yararlı elementlerin dağılımı sağlanır. kan dolaşım sistemi. Tabii ki oksijen eksikliği sağlığa zararlı değildir, ancak herhangi bir fayda sağlamaz.

Suyu kaynatmanın birkaç yöntemi vardır. Her şeyden önce, sıvıyı kaynatmak için kullandığınız pudingde farklılık gösterirler. Kettle'lar çoğunlukla çay veya kahve yapmak için kullanılır, ancak tencereler en çok yemek pişirmek için kullanılır.

Yani, önce su ısıtıcısını doldurmanız gerekiyor soğuk su musluktan çıkarın ve kabı ateşe koyun. Isındıkça, çatırtı sesleri net bir şekilde duyulacak ve bunun yerini artan bir tıslama alacaktır.

Bir sonraki aşama, görünümüne buhar salınımının eşlik ettiği hafif bir gürültü ile değiştirilen tıslamanın azalmasıdır. Bu işaretler, su ısıtıcısındaki suyun kaynadığını gösterecektir. Sadece yaklaşık 10 dakika beklemek ve su ısıtıcısını ocaktan almak kalır.

Açık kaplarda suyun kaynama derecesini belirlemek çok daha kolaydır. Tavayı gerekli miktarda soğuk suyla doldurun ve kabı ateşe koyun. Suyun yakında kaynayacağının ilk işaretleri, kabın dibinde oluşan ve yukarı çıkan küçük kabarcıkların görünümü olacaktır.

Bir sonraki adım, kabın yüzeyinin üzerinde buhar oluşumunun eşlik ettiği kabarcıkların boyutunda ve sayısında bir artıştır. Su kaynamaya başlarsa, sıvı kaynama için gerekli sıcaklığa ulaşmıştır.

Aşağıdaki gerçekler sizin için oldukça yararlı olacaktır:

• Bir tencere kullanarak suyu olabildiğince çabuk kaynatmak istiyorsanız, ısıyı korumak için kabı bir kapakla kapattığınızdan emin olun. Ayrıca, büyük kaplarda suyun daha uzun süre kaynadığını ve bu da böyle bir tavayı ısıtmak için daha fazla zaman harcanmasıyla ilişkili olduğunu hatırlamanız gerekir.
• Yalnızca soğuk musluk suyu kullanın. Gerçek şu ki sıcak su sıhhi tesisat sisteminde bulunan kurşun safsızlıklarını içerebilir. Pek çok uzmana göre bu tür sular kaynatıldıktan sonra dahi tüketime ve yemek pişirmede kullanıma uygun değildir.
• Kapları asla ağzına kadar doldurmayın, çünkü kaynarken tencereden su taşacaktır.
• Yükseklik arttıkça kaynama noktası düşer. Böyle bir durumda gerekli olabilir büyük miktar tüm patojenlerin ölümünü sağlamak için kaynama süresi. Dağlarda yürüyüşe çıkarken bu gerçek dikkate alınmalıdır.

Ayrıca sadece sıcak su, bir kap ile değil, oluşan buharla temasta da ciddi yanıklara neden olabilecek tüm önlemler alınmalıdır.

İleri geri

Dikkat! Slayt önizlemesi yalnızca bilgi amaçlıdır ve sunumun tam kapsamını temsil etmeyebilir. Eğer ilgini çektiyse bu iş lütfen tam sürümü indirin.

Dersler sırasında

1. Kaynar suyun aşamaları.

Kaynama, sıvının hacminde buhar kabarcıkları veya buhar boşluklarının oluşmasıyla meydana gelen bir sıvının buhara geçişidir. Kabarcıklar, içlerindeki sıvının buharlaşması nedeniyle büyür, yüzer ve kabarcıkların içinde bulunur. doymuş buhar sıvının üzerinde buhar fazına geçer.

Kaynama, bir sıvı ısıtıldığında, yüzeyindeki doymuş buharın basıncı dış basınca eşit olduğunda başlar. Bir sıvının sabit basınç altında kaynadığı sıcaklığa kaynama noktası (Tkaynama) denir. Her sıvı için kaynama noktası kendi değerine sahiptir ve durağan kaynama sürecinde değişmez.

Kesin olarak, Tkaynama, kaynayan sıvının düz yüzeyinin üzerindeki doymuş buharın sıcaklığına (doymuş sıcaklık) karşılık gelir, çünkü sıvının kendisi Tkaynamaya göre her zaman biraz fazla ısınır. Sabit kaynamada, kaynayan sıvının sıcaklığı değişmez. Artan basınçla, Tboil artar

1.1 Kaynatma işlemlerinin sınıflandırılması.

Kaynama göre sınıflandırılır aşağıdaki işaretler:

kabarcık ve film.

Buharın periyodik olarak çekirdeklenme ve büyüyen kabarcıklar şeklinde oluştuğu kaynamaya çekirdekli kaynama denir. Bir sıvıda (daha doğrusu, duvarlarda veya kabın dibinde) yavaş çekirdekli kaynama ile, buharla dolu kabarcıklar ortaya çıkar.

Isı akışı belirli bir kritik değere yükseldiğinde, bireysel kabarcıklar birleşerek, kap duvarının yakınında sürekli bir buhar tabakası oluşturarak, periyodik olarak sıvı hacmine girer. Bu moda film modu denir.

Kabın tabanının sıcaklığı, sıvının kaynama noktasını önemli ölçüde aşarsa, tabanda kabarcıkların oluşma hızı o kadar yüksek olur ki, bunlar bir araya gelerek kabın tabanı ile sıvı arasında sürekli bir buhar tabakası oluşturur. kendisi. Bu film kaynatma rejiminde, ısıtıcıdan sıvıya olan ısı akışı keskin bir şekilde düşer (bir buhar filmi ısıyı bir sıvıdaki konveksiyondan daha kötü iletir) ve sonuç olarak kaynama hızı düşer. Film kaynama modu, sıcak bir ocakta bir damla su örneğinde görülebilir.

ısı değişim yüzeyindeki konveksiyon tipine göre? serbest ve zorlanmış konveksiyon ile;

Isıtıldığında su hareketsiz davranır ve ısı, termal iletkenlik yoluyla alt katmanlardan üst katmanlara aktarılır. Bununla birlikte, ısındıkça, yaygın olarak konveksiyon olarak adlandırılan bir süreç başladığında, ısı transferinin doğası değişir. Su dibe yakın ısındıkça genleşir. Buna göre, ısıtılmış dip suyunun özgül ağırlığı, yüzey katmanlarındaki eşit hacimdeki suyun ağırlığından daha hafif olur. Bu, tava içindeki tüm su sisteminin kararsız hale gelmesine neden olur, bu da sıcak suyun yüzeye çıkmaya başlaması ve yerine daha soğuk suyun çökmesi ile dengelenir. Bu serbest konveksiyondur. Cebri konveksiyon ile sıvının karıştırılmasıyla ısı transferi sağlanır ve yapay soğutucu-mikser, pompa, fan vb. arkasında sudaki hareket oluşturulur.

doyma sıcaklığına göre? aşırı soğutma ve aşırı soğutma ile kaynatma olmadan. Aşırı soğutma ile kaynatıldığında, kabın tabanında hava kabarcıkları büyür, kırılır ve çöker. Aşırı soğuma yoksa, kabarcıklar kırılır, büyür ve sıvının yüzeyine yüzer. uzayda kaynayan yüzeyin oryantasyonu ile mi? yatay eğimli ve dikey yüzeylerde;

Daha sıcak olan ısı değişim yüzeyine bitişik olan bazı akışkan tabakaları daha yüksek ısıtılır ve dikey yüzey boyunca daha hafif duvara yakın tabakalar olarak yükselir. Böylece, hızı, yüzey ile pratik olarak hareketsiz ortamın kütlesi arasındaki ısı alışverişinin yoğunluğunu belirleyen, sıcak yüzey boyunca ortamın sürekli bir hareketi meydana gelir.

kaynamanın doğası? gelişmiş ve gelişmemiş, kararsız kaynama;

Isı akısı yoğunluğunun artmasıyla buharlaşma katsayısı artar. Kaynama gelişmiş bir balona geçer. Ayrılma sıklığının artması, baloncukların birbirine yetişmesine ve birleşmesine neden olur. Isıtma yüzeyinin sıcaklığındaki bir artışla, buharlaşma merkezlerinin sayısı keskin bir şekilde artar, artan sayıda müstakil kabarcık sıvı içinde yüzer ve yoğun karışmasına neden olur. Böyle bir kaynama gelişmiş bir karaktere sahiptir.

1.2 Kaynatma işleminin aşamalara ayrılması.

Kaynar su, açıkça ayırt edilebilen dört aşamadan oluşan karmaşık bir süreçtir.

İlk aşama, su ısıtıcısının altından sıçrayan küçük hava kabarcıklarının yanı sıra, su ısıtıcısının duvarlarının yakınında su yüzeyinde kabarcık gruplarının ortaya çıkmasıyla başlar.

İkinci aşama, kabarcıkların hacminde bir artış ile karakterize edilir. Daha sonra yavaş yavaş suda oluşan ve yüzeye çıkan kabarcıkların sayısı giderek artar. Kaynamanın ilk aşamasında, ince, zar zor ayırt edilebilen bir solo ses duyuyoruz.

Kaynamanın üçüncü aşaması, önce hafif bir bulanıklığa ve daha sonra bir pınarın hızla akan suyuna benzeyen suyun "beyazlaşmasına" neden olan büyük bir hızlı kabarcık artışı ile karakterize edilir. Bu sözde "beyaz anahtar" kaynamadır. Son derece kısa ömürlüdür. Ses, küçük bir arı sürüsünün sesine benziyor.

Dördüncüsü, suyun yoğun bir şekilde kaynaması, yüzeyde büyük patlama kabarcıklarının ortaya çıkması ve ardından sıçramasıdır. Sıçramalar suyun çok fazla kaynadığı anlamına gelir. Sesler keskin bir şekilde yükseltilir, ancak tekdüzelikleri bozulur, kaotik bir şekilde büyüyerek birbirlerinin önüne geçme eğilimindedirler.

2. Çin çay töreninden.

Doğuda çay içmeye karşı özel bir tavır vardır. Çin ve Japonya'da çay töreni filozoflar ve sanatçılar arasındaki toplantıların bir parçasıydı. Geleneksel şark çayı içilirken hikmetli konuşmalar yapıldı, sanat eserleri değerlendirildi. Çay seremonisi her toplantı için özel olarak tasarlanmış, çiçek buketleri seçilmiştir. Çay demlemek için kullanılan özel kaplar. özel muameleçay demlemek için alınan suya oldu. Kaynar suda algılanan ve yeniden üretilen “ateş döngülerine” dikkat ederek suyu doğru şekilde kaynatmak önemlidir. Su hızlı bir şekilde kaynatılmamalıdır, çünkü bunun sonucunda suyun enerjisi kaybolur ve bu da çay yaprağının enerjisiyle birleşerek bizde istenilen çay halini üretir.

Dört aşama var görünüm sırasıyla olarak adlandırılan kaynar su "balık gözü”, "yengeç gözü", "inci iplikler" ve "köpüren bahar". Bu dört aşama, kaynayan suyun ses eşliğindeki dört özelliğine karşılık gelir: sessiz gürültü, orta gürültü, gürültü ve güçlü gürültü. farklı kaynaklar bazen farklı şiirsel isimler de verilir.

Ayrıca buhar oluşum aşamaları da izlenir. Örneğin, hafif pus, sis, kalın sis. Sis ve yoğun sis, artık çay demlemek için uygun olmayan olgunlaşmış kaynar suyu gösterir. İçindeki ateşin enerjisinin zaten o kadar güçlü olduğuna ve suyun enerjisini bastırdığına ve bunun sonucunda suyun çay yaprağına düzgün bir şekilde temas edemediği ve uygun kalitede enerji veremeyeceğine inanılmaktadır. çayı içen kişi.

Doğru demleme sonucunda, birkaç kez 100 dereceye kadar ısıtılmamış su ile demlenebilen lezzetli çay elde ediyoruz. ince gölgeler her yeni demlemeden ağızda kalan tat.

Doğu'da çay içme kültürünü aşılayan Rusya'da çay kulüpleri ortaya çıkmaya başladı. Lu Yu adı verilen çay seremonisinde veya açık ateşte su kaynatılmasında, suyun kaynatılmasının tüm aşamaları gözlemlenebilir. Kaynar su süreci ile bu tür deneyler evde yapılabilir. Birkaç deney öneriyorum:

- kabın dibindeki ve sıvının yüzeyindeki sıcaklık değişiklikleri;
değişiklik sıcaklık bağımlılığı su kaynatma aşamaları;
- zamanla kaynayan suyun hacmindeki değişiklik;
- sıvı yüzeyine olan mesafeye sıcaklık bağımlılığının dağılımı.

3. Kaynama sürecini gözlemlemek için deneyler.

3.1. Su kaynama aşamalarının sıcaklığa bağlılığının incelenmesi.

Sıcaklık, sıvı kaynamanın dört aşamasının tamamında ölçülmüştür. Aşağıdaki sonuçlar elde edildi:

– ilk kaynar su (BALIKGözü) aşaması 1. dakikadan 4. dakikaya kadar sürmüştür. Alttaki kabarcıklar 55 derecelik bir sıcaklıkta ortaya çıktı (fotoğraf 1).

Fotoğraf1.

– ikinci Kaynar su (CRAB EYE) aşaması yaklaşık 77 derece sıcaklıkta 5. dakikadan 7. dakikaya kadar sürdü. Dipteki küçük kabarcıklar, bir yengecin gözlerini andıran hacim olarak arttı. (fotoğraf 2).

Fotoğraf 2.

– üçüncü suyun kaynama aşaması (İCİ İPLİKLERİ) 8. dakikadan 10. dakikaya kadar sürmüştür. Birçok küçük baloncuk, suyun yüzeyine ulaşmadan yükselen İNCİ İPLERİ oluşturdu. İşlem 83 derecelik bir sıcaklıkta başladı (fotoğraf 3).

Fotoğraf 3.

– dördüncü kaynar su aşaması (Bubbling SOURCE) 10. dakikadan 12. dakikaya kadar sürmüştür. Kabarcıklar büyüdü, suyun yüzeyine yükseldi ve patlayarak suda kaynayan bir şey yarattı. İşlem 98 derecelik bir sıcaklıkta gerçekleşti (fotoğraf 4). Fotoğraf 4.

Fotoğraf 4.

3.2. Kaynayan suyun hacminin zamanla değişiminin incelenmesi.

Zamanla, kaynayan suyun hacmi değişir. Tavadaki suyun ilk hacmi 1 litre idi. 32 dakika sonra hacim yarıya indi. Bu, kırmızı noktalarla işaretlenmiş fotoğraf 5'te açıkça görülmektedir.

Fotoğraf 5.

Fotoğraf 6.

Sonraki 13 dakikalık kaynar su boyunca hacmi üçte bir oranında azaldı, bu çizgi de kırmızı noktalarla işaretlendi (fotoğraf 6).

Ölçüm sonuçlarına göre, kaynayan suyun hacmindeki değişimin zamanla bağımlılığı elde edildi.

Şekil 1. Zaman içinde kaynayan su hacmindeki değişimin grafiği

Sonuç: Hacimdeki değişim sıvının kaynama süresi ile ters orantılıdır (Şekil 1) orijinal hacimden daha fazla kalmayıncaya kadar1 / 25 kısım. Son aşamada hacimdeki azalma yavaşladı. Film kaynatma rejimi burada bir rol oynar. Kabın tabanının sıcaklığı, sıvının kaynama noktasını önemli ölçüde aşarsa, tabanda kabarcıkların oluşma hızı o kadar yüksek olur ki, bunlar bir araya gelerek kabın tabanı ile sıvı arasında sürekli bir buhar tabakası oluşturur. kendisi. Bu modda, sıvı kaynama hızı azalır.

3.3. Sıvı yüzeyine olan mesafeye bağlı olarak sıcaklık dağılımının incelenmesi.

Kaynayan bir sıvıda belirli bir sıcaklık dağılımı kurulur (Şekil 2) ve sıvı, ısıtma yüzeyinin yakınında gözle görülür şekilde aşırı ısınır. Aşırı ısınmanın büyüklüğü, bir dizi fizikokimyasal özelliğe ve sıvının kendisine ve ayrıca sınır katı yüzeylerine bağlıdır. Tamamen saflaştırılmış, çözünmüş gazlardan (hava) yoksun sıvılar, özel önlemlerle onlarca derece aşırı ısınabilir.

Pirinç. 2. Yüzeydeki su sıcaklığındaki değişimin ısıtma yüzeyine olan mesafeye bağımlılığının grafiği.

Ölçümlerin sonuçlarına göre, su sıcaklığındaki değişimin ısıtma yüzeyine olan mesafeye bağımlılığının bir grafiğini elde etmek mümkündür.

Sonuç: sıvının derinliğindeki bir artışla sıcaklık daha düşüktür ve yüzeyden 1 cm'ye kadar olan küçük mesafelerde sıcaklık keskin bir şekilde düşer ve daha sonra neredeyse değişmez.

3.4. Kabın tabanında ve sıvının yüzeyine yakın sıcaklık değişimlerinin incelenmesi.

12 ölçüm alındı. Su 7 dereceden kaynayana kadar ısıtıldı. Sıcaklık ölçümleri her dakika alındı. Ölçüm sonuçlarına dayanarak, su yüzeyindeki ve tabanındaki iki sıcaklık değişimi grafiği elde edildi.

Şekil 3. Gözlem sonuçlarına dayalı tablo ve grafik. (Yazarın fotoğrafı)

Sonuçlar: kabın dibindeki ve yüzeyindeki su sıcaklığındaki değişiklik farklıdır. Yüzeyde, sıcaklık kesinlikle lineer bir yasaya göre değişir ve kaynama noktasına tabandan üç dakika sonra ulaşır. Bunun nedeni, yüzeyde sıvının hava ile temas etmesi ve enerjisinin bir kısmını bırakması, dolayısıyla tavanın tabanından farklı şekilde ısınmasıdır.

Çalışmanın sonuçlarına dayalı sonuçlar.

Suyun kaynama noktasına kadar ısıtıldığında, sıvı içindeki buhar kabarcıklarının oluşması ve büyümesi ile sıvı içindeki ısı alışverişine bağlı olarak üç aşamadan geçtiği bulunmuştur. Suyun davranışı gözlemlenirken, her aşamanın karakteristik özellikleri not edildi.

Kabın tabanındaki ve yüzeyindeki su sıcaklığındaki değişim farklıdır. Yüzeyde, sıcaklık kesinlikle lineer bir yasaya göre değişir ve kaynama noktasına tabana göre üç dakika sonra ulaşır.Bunun nedeni, yüzeyde sıvının hava ile temas etmesi ve bir kısmını terk etmesidir. enerji.

Ayrıca deneysel olarak, sıvının derinliği arttıkça sıcaklığın düştüğü ve yüzeyden 1 cm'ye kadar olan küçük mesafelerde sıcaklığın keskin bir şekilde düştüğü ve daha sonra neredeyse değişmediği belirlendi.

Kaynama işlemi, ısının emilmesiyle gerçekleşir. Bir sıvı ısıtıldığında, enerjinin çoğu su molekülleri arasındaki bağları kırmaya gider. Bu durumda, suda çözünen gaz, kabın dibinde ve duvarlarında salınarak hava kabarcıkları oluşturur. Belli bir büyüklüğe ulaşan kabarcık yüzeye çıkar ve karakteristik bir sesle çöker. Bu tür birçok kabarcık varsa, su “tıslar”. Bir hava kabarcığı suyun yüzeyine çıkar ve kaldırma kuvveti yerçekiminden büyükse patlar. Kaynama sürekli bir süreçtir, kaynama sırasında suyun sıcaklığı 100 derecedir ve kaynama sürecinde değişmez.

Edebiyat

1. Başkan Yardımcısı Isachenko, V.A. Osipova, A.Ş. Sukomel "Isı transferi" M.: Enerji 1969
2. Frenkel Ya.I. Sıvıların kinetik teorisi. L., 1975
3. Croxton K. A. Sıvı hal fiziği. M., 1987
4. ÖĞLEDEN SONRA. Kurennov "Rus Halk Tıbbı".
5. Buzdin A., Sorokin V., Kaynar sıvılar. "Kuantum" dergisi, N6,1987

Bir sıvı ısıtılırsa, belirli bir sıcaklıkta kaynar. Kaynama sırasında sıvıda kabarcıklar oluşur, bunlar üste yükselir ve patlar. Kabarcıklar su buharı içeren hava içerir. Baloncuklar patladığında buhar kaçar ve böylece sıvı hızla buharlaşır.

Sıvı halde bulunan çeşitli maddeler kendi karakteristik sıcaklıklarında kaynar. Ayrıca, bu sıcaklık sadece maddenin doğasına değil, aynı zamanda atmosferik basınç. Yani normal atmosfer basıncındaki su 100 °C'de kaynar ve basıncın daha düşük olduğu dağlarda su daha düşük sıcaklıkta kaynar.

Bir sıvı kaynadığında, ona daha fazla enerji (ısı) verilmesi sıcaklığını arttırmaz, sadece kaynamayı sürdürür. Yani, maddenin sıcaklığını yükseltmek için değil, kaynama sürecini sürdürmek için enerji harcanır. Bu nedenle, fizikte böyle bir kavram şöyle tanıtılır: özısı buharlaşma(L). 1 kg sıvıyı tamamen kaynatmak için gereken ısı miktarına eşittir.

Farklı maddelerin kendi özgül buharlaşma ısılarına sahip olduğu açıktır. Yani su için 2.3 106 J/kg'a eşittir. 35 °C'de kaynayan eter için L = 0,4 10 6 J/kg. 357 °C'de kaynayan cıva L = 0,3 10 6 J/kg'a sahiptir.

Kaynama işlemi nedir? Su ısındığında, ancak henüz kaynama noktasına ulaşmadığında, içinde küçük kabarcıklar oluşmaya başlar. Genellikle tankın altında oluşurlar, çünkü genellikle tabanın altında ısınırlar ve orada sıcaklık daha yüksektir.

Kabarcıklar çevreleyen sudan daha hafiftir ve bu nedenle üst katmanlara yükselmeye başlar. Bununla birlikte, burada sıcaklık, alttan bile daha düşüktür. Bu nedenle, buhar yoğunlaşır, kabarcıklar küçülür ve ağırlaşır ve tekrar aşağı düşer. Bu, tüm su kaynama noktasına kadar ısıtılana kadar olur. Bu sırada, kaynamadan önce gelen bir ses duyulur.

Kaynama noktasına ulaşıldığında, kabarcıklar artık batmaz, yüzeye çıkar ve patlar. Onlardan buhar çıkıyor. Bu sırada artık duyulan ses değil, sıvının kaynadığını gösteren guruldama sesidir.

Böylece, kaynama sırasında ve buharlaşma sırasında sıvının buhara geçişi olur. Bununla birlikte, yalnızca bir sıvının yüzeyinde meydana gelen buharlaşmanın aksine, kaynamaya, hacim boyunca buhar içeren kabarcıkların oluşumu eşlik eder. Ayrıca, herhangi bir sıcaklıkta meydana gelen buharlaşmanın aksine, kaynama yalnızca belirli bir sıvının belirli bir sıcaklık özelliğinde mümkündür.

Atmosfer basıncı ne kadar yüksekse, bir sıvının kaynama noktası neden o kadar yüksektir? Hava suya baskı yapar ve bu nedenle suyun içinde basınç oluşur. Kabarcıklar oluştuğunda, buhar da onlara baskı yapar ve bu, dış basınçtan daha güçlüdür. Kabarcıklar üzerindeki dış basınç ne kadar büyük olursa, iç basınç da o kadar güçlü olmalıdır. Bu nedenle, daha yüksek bir sıcaklıkta oluşurlar. Bu, suyun daha yüksek bir sıcaklıkta kaynadığı anlamına gelir.

Kaynama noktası bilinmelidir, çünkü ulaşıldığında su buhara dönüşür, yani bir kümelenme halinden diğerine geçer.

Kaynar suda bulaşıkları dezenfekte edebileceğiniz, yemek pişirebileceğiniz gerçeğine alışkınız, ancak bu her zaman böyle değil. Bazı koşullarda, sıvının sıcaklığı tüm bunlar için çok düşük olacaktır.

Sürecin özü

Öncelikle kaynama kavramını tanımlamamız gerekiyor. Ne olduğunu? Bu, bir maddenin buhara dönüştüğü süreçtir. Ayrıca, bu işlem sadece yüzeyde değil, maddenin tüm hacminde gerçekleşir.

Kaynatırken, içinde hava ve doymuş buhar bulunan kabarcıklar oluşmaya başlar. Kaynayan bir kazanın sesi, tava, hava kabarcıklarının yükselmeye başladığını, ardından düştüğünü ve patladığını gösterir. Kap her taraftan iyice ısındığında ses duracaktır, bu da sıvının tamamen kaynadığı anlamına gelir.

İşlem belirli bir sıcaklık ve basınçta gerçekleşir ve fizik açısından birinci dereceden bir faz geçişidir.

Not! Buharlaşma herhangi bir sıcaklıkta meydana gelebilirken, kaynama kesin olarak tanımlanmış bir sıcaklıkta meydana gelebilir.

Tablolarda, normal atmosfer basıncında su veya diğer sıvıların kaynama noktası ana noktalardan biri olarak verilmiştir. fiziksel özellikler. Kaynama noktası (Tk) aslında su ve hava arasındaki sınırda doymuş halde bulunan buharın sıcaklığına eşittir. Suyun kendisi, kesin olarak, biraz daha ısıtılır.

Kaynatma işlemi ayrıca aşağıdakilerden önemli ölçüde etkilenir:

• sudaki gaz safsızlıklarının varlığı;
• ses dalgaları;
• iyonlaşma.

Baloncukların daha hızlı veya daha yavaş oluşmasına neden olan başka faktörler de vardır. Ayrıca her maddenin kendi Tk'sine sahip olduğuna da dikkat edilmelidir. Suya tuz eklerseniz daha hızlı kaynayacağına dair bir görüş var. Bu doğru, ancak zaman biraz değişecek. Somut sonuçlar için, yemeği tamamen mahvedecek çok fazla tuz eklemeniz gerekecek.

Çeşitli koşullar

Normal atmosfer basıncında (760 mm Hg veya 101 kPa, 1 atm.), Su kaynamaya başlar, 100 ℃'ye ısıtılır. Bunu herkes biliyor.

Önemli! Dış basınç artarsa ​​kaynama noktası da artar, azalırsa düşer.

Suyun kaynama noktasının basınca bağımlılığı denklemi oldukça karmaşıktır. Bu bağımlılık lineer değildir. Bazen hesaplama yapmak için barometrik formülü kullanırlar, bazı yaklaşımlar yaparlar ve Clausius-Clapeyron denklemini kullanırlar.

Deneysel olarak elde edilen verileri gösteren referans kitaplarından tablolar kullanmak daha uygundur. Onlara göre, bir grafik oluşturabilir ve ekstrapolasyondan sonra gerekli değeri hesaplayabilirsiniz.

Dağlarda su 100 ℃'ye ulaşmadan kaynar. çok üzerinde yüksek tepe dünya Chomolungme (Everest, rakım 8848 m), suyun kaynama noktası yaklaşık 69 ℃'dir. Ama biraz daha alçalsak bile, yine de su, 101 kPa'lık bir basınca ulaşana kadar yüz derecede kaynamayacaktır. Everest'ten daha düşük olan Elbrus'ta, bir su ısıtıcısı 82 ℃'de kaynar - orada basınç 0,5 atm'dir.

Bu nedenle, dağ koşulları pişirme işlemi önemli ölçüde daha uzun sürer ve bazı yiyecekler suda hiç kaynamaz, farklı bir şekilde pişirilmeleri gerekir. Bazen deneyimsiz turistler, yumurtaların kaynatılmasının neden bu kadar uzun sürdüğünü merak eder, ancak kaynar su yanmaz. Mesele şu ki, bu kaynar su yeterince ısıtılmıyor.

Otoklavlarda ve düdüklü tencerelerde ise tam tersine basınç artar. Bu, suyun daha yüksek bir sıcaklıkta kaynamasına neden olur. Yiyecekler ısınır ve daha hızlı pişer. Bu nedenle düdüklü tencereler olarak adlandırılır. Yüksek bir sıcaklığa ısıtmak da yararlıdır çünkü sıvı dezenfekte edilir, mikroplar içinde ölür.

Yüksek basınçta kaynama

Basınçtaki bir artış, suyun Tc'sinde bir artışa yol açacaktır. 15 atmosferde kaynama sadece 200 derecede, 80 atm'de başlayacaktır. - 300 derece. Gelecekte, sıcaklık artışı çok yavaş olacaktır. Maksimum değer, 218.4 atmosfere karşılık gelen 374.15 ℃'ye eğilimlidir.

Vakumda kaynatma

Hava giderek daha fazla boşalmaya başlarsa, vakum eğilimi gösterirse ne olur? Kaynama noktasının da düşmeye başlayacağı açıktır. Ve su ne zaman kaynar?

Basıncı 10-15 mm Hg'ye düşürürseniz. Sanat. (50-70 kez), kaynama noktası 10-15 ℃'ye düşecektir. Bu su sizi serinletebilir.

Basıncın daha da düşmesiyle Tk düşecek ve donma sıcaklığına ulaşabilir. Bu durumda, sıvı halde su basitçe var olamaz. Direkt olarak buzdan gaza geçecektir. Bu yaklaşık 4.6 mm Hg'de gerçekleşecek. Sanat.

Mutlak vakum elde etmek imkansızdır, ancak su ile bir kaptan hava pompalanırsa oldukça nadir bir atmosfer elde edilebilir. Böyle bir deney sonucunda sıvının tam olarak ne zaman kaynadığını görebilirsiniz.

Basınç sadece hava dışarı pompalandığında düşmez. Hızla dönen bir vidanın, örneğin bir geminin vidasının yakınında azalır. Bu durumda kaynama da yüzeyinin yakınında başlar. Bu işleme kavitasyon denir. Çoğu durumda, bu fenomen istenmeyen bir durumdur, ancak bazen faydalıdır. Bu nedenle kavitasyon biyotıpta, endüstride ve yüzeyleri ultrasonla temizlerken kullanılır.

Okulda fizik okuyan herkes, suyun hangi sıcaklıkta kaynadığı sorulduğunda, notları ortalamanın altında olsa bile tereddüt etmeden “100 ° C” cevabını verecektir. Peki o halde dağcılar irtifada yemek pişirmek ve çay demlemekle ilgili bir sorun yaşadıklarından neden şikayet ederler? Bunun hakkında daha ayrıntılı konuşalım.

Kaynama, bir sıvıyı buhara dönüştürmenin fiziksel sürecidir. Bir sıvının kaynama noktası, bileşimine ve atmosfer basıncına bağlıdır. Bu nedenle, dağlara ne kadar tırmanırsak, basınç o kadar az olur ve suyun kaynaması için daha düşük bir sıcaklığa ihtiyacı vardır.

Deniz seviyesinden 0 yükseklikte, suyun kaynama noktası aslında 100 °C'dir. Ancak her 500 metre çıkışta suyun kaynama noktası 2-3 °C düşer. 1000 m yükseklikte su, 96.7 ° C sıcaklıkta kaynar. 2000 m'de kaynaması için sadece 93,3 °C'ye ihtiyaç duyar.

Avrupa'nın en yüksek zirvesi olan Elbrus'ta (5642 m), yaz sonunda sıcaklığın -7°C'ye ulaştığı yerde su 80,8°C'de kaynar.

Kafkas Kazbek'inin tepesinde (5033 m), suyu kaynatmak 83 °C'yi alır.

Dağların yüksekliğinin deniz seviyesinden neredeyse 9 bin metreye ulaştığı Himalayalarda, suyun kaynaması için daha da düşük bir sıcaklığa ihtiyacı olacak. çok üzerinde yüksek dağ Himalayalar - Annapurna - su yaklaşık 70.7 ° C'de kaynar.

Kazakistan dağlarında suyun kaynama noktası farklıdır:

• Kazakistan'ın en yüksek dağı olan Khan-Tengri (7010 m) - 75.5 ° C'de.
• Talgar zirvesinde (4979) - 83.3 °С.
• Aktau'da (4690) - 84.3 °C.
• Belukha'da (4506) - 84.9 ° С.

Basınç arttıkça suyun kaynama noktası da artar. Bu nedenle, sağlayan özel bir tabakta yüksek basınçörneğin düdüklü tencerede yemek pişirirken yemek çok daha hızlı pişer.

sakinlerinin olması tesadüf değildir. yaylalar ev tipi düdüklü tencerelerin en büyük alıcılarından biridir. Ve sevenler için dağ yürüyüşleri sağlayan özel yemekler üretir. Yüksek sıcaklık kaynayan su.

Bildiğiniz gibi, kaynar su birkaç aşamadan geçtiğinde:

• sıcaklık yükseldiğinde hava kabarcıklarının oluşumu;
• kabarcıklarda artış ve yüzeye çıkmaları;
• üzerinde biriken kabarcıklar nedeniyle yüzeyin bulanıklaşması;
• kabarcıkların yırtılması ve buhar oluşumu nedeniyle suyun köpürmesi.

Su molekülleri arasındaki tuz iyonları onlara daha fazla güç verdiğinden, tuzlu suyun kaynama noktasının tatlı sudan daha yüksek olduğuna dikkat edilmelidir. Sonuç olarak, bağı kırmak ve buhar oluşturmak için daha yüksek bir sıcaklığa ihtiyaç vardır. Örneğin, 40 gr tuz, bir litre suyun kaynama noktasını neredeyse 1 °C artıracaktır.

Suyun hangi sıcaklıkta kaynadığı sorusunu cevaplarken, çoğu şeyin atmosfer basıncına ve suyun bileşimine bağlı olduğunu unutmayın.