A ebulição é o processo de transição de uma substância do estado líquido para o gasoso (vaporização em um líquido). Ebulição não é evaporação: difere no que pode acontecer apenas a certas pressões e temperaturas.
Ebulição - aquecimento da água até o ponto de ebulição.
A fervura da água é um processo complexo que ocorre em quatro estágios. Considere o exemplo de água fervente em um recipiente de vidro aberto.
Na primeira faseágua fervente no fundo do recipiente, aparecem pequenas bolhas de ar, que também podem ser vistas na superfície da água nas laterais.
Essas bolhas se formam como resultado da expansão de pequenas bolhas de ar que são encontradas em pequenas rachaduras no vaso.
Na segunda fase observa-se um aumento no volume de bolhas: mais e mais bolhas de ar chegam à superfície. Dentro das bolhas há vapor saturado.
À medida que a temperatura aumenta, a pressão das bolhas saturadas aumenta, fazendo com que elas aumentem de tamanho. Como resultado, a força de Arquimedes que atua sobre as bolhas aumenta.
É graças a esta força que as bolhas tendem à superfície da água. Se a camada superior de água não teve tempo para aquecer até 100 graus C(e este é o ponto de ebulição da água pura sem impurezas), então as bolhas caem nas camadas mais quentes, após o que voltam a correr de volta à superfície.
Devido ao fato de as bolhas estarem constantemente diminuindo e aumentando de tamanho, ondas sonoras são geradas dentro do recipiente, que criam o ruído característico da ebulição.
Na terceira fase um grande número de bolhas sobe à superfície da água, o que inicialmente causa uma leve turbidez da água, que depois “fica pálida”. Esse processo não dura muito e é chamado de "fervura com tecla branca".
Finalmente, na quarta fase a água fervente começa a ferver intensamente, aparecem grandes bolhas e respingos (como regra, os respingos significam que a água ferveu fortemente).
O vapor de água começa a se formar a partir da água, enquanto a água faz sons específicos.
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Vapor é o estado gasoso da água. Quando o vapor entra no ar, ele, como outros gases, exerce uma certa pressão sobre ele.
No processo de vaporização, a temperatura do vapor e da água permanecerá constante até que toda a água evapore. Este fenômeno é explicado pelo fato de que toda a energia (temperatura) é direcionada para a conversão da água em vapor.
NO este caso vapor saturado seco é produzido. Não há partículas altamente dispersas da fase líquida em tal par. Também o vapor pode ser saturado molhado e superaquecido.
Vapor saturado contendo partículas finas em suspensão da fase líquida, que são distribuídos uniformemente por toda a massa do vapor, é chamado de vapor saturado úmido.
No início da água fervente, apenas esse vapor é formado, que então se transforma em saturado seco. Vapor cuja temperatura mais temperaturaágua fervente, ou melhor, vapor superaquecido, só pode ser obtida usando equipamentos especiais. Neste caso, tal vapor será próximo em suas características ao gás.
O ponto de ebulição da água salgada é maior do que o ponto de ebulição da água doce. Consequentemente água salgada ferve mais tarde fresco. A água salgada contém íons Na+ e Cl-, que ocupam uma certa área entre as moléculas de água.
Na água salgada, as moléculas de água se ligam aos íons de sal, um processo chamado hidratação. A ligação entre as moléculas de água é muito mais fraca do que a ligação formada durante a hidratação.
Portanto, ao ferver a partir de moléculas de água doce, a vaporização ocorre mais rapidamente.
Água fervente com sal dissolvido exigirá mais energia, que neste caso é a temperatura.
À medida que a temperatura aumenta, as moléculas na água salgada começam a se mover mais rápido, mas há menos delas, então elas colidem com menos frequência. Como resultado, é produzido menos vapor, cuja pressão é inferior à do vapor de água doce.
Para que a pressão na água salgada se torne maior que a pressão atmosférica e o processo de ebulição comece, é necessária uma temperatura mais alta. Ao adicionar 60 gramas de sal a 1 litro de água, o ponto de ebulição aumentará em 10 C.
E aqui eles cometeram um erro de 3 ordens de grandeza "O calor específico de evaporação da água é 2260 J/kg." kJ correto, ou seja 1000 vezes mais.
O que explica o alto ponto de ebulição da água?
O que faz a água ferver em altas temperaturas?
O vapor superaquecido é o vapor com temperatura acima de 100C (bem, se você não estiver nas montanhas ou no vácuo, mas em condições normais), é obtido passando o vapor por tubos quentes, ou mais simplesmente - a partir de uma solução fervente de sal ou álcali (perigoso - álcali é mais forte que Na2CO3 (por exemplo, potássio - K2CO3, por que os resíduos de NaOH não se tornam perigosos para os olhos em um ou dois dias, ao contrário dos resíduos de KOH carbonatados no ar) saponifica os olhos, não se esqueça de usar óculos de natação! ), mas essas soluções fervem aos solavancos, você precisa de água fervente e uma camada fina no fundo, a água pode ser adicionada ao ferver, só que ferve.
então, da água salgada, você pode obter vapor com uma temperatura de cerca de 110C por fervura, não pior do que o mesmo de um tubo quente de 110C, esse vapor contém apenas água e é aquecido, de que maneira ele não se lembra, mas tem um “ reserva de energia” em 10C em comparação com o vapor de uma chaleira de água doce.
Pode ser chamado de seco, porque. aquecendo (contato como em um tubo, ou mesmo com radiação inerente não apenas ao sol, mas também a qualquer corpo em algum grau (dependente da temperatura)) um determinado objeto, o vapor pode esfriar até 100C e ainda permanecer um gás, e apenas resfriar ainda mais abaixo de 100C fará com que se condense em uma gota de água, e quase um vácuo (a pressão do vapor saturado da água é cerca de 20 mm Hg de 760 mm Hg (1 atm), ou seja, 38 vezes menor que a pressão atmosférica, isso também acontece com vapor saturado não superaquecido a uma temperatura de 100 ° C em um recipiente aquecido (um bule de um bico que ferve), e não apenas com água, mas com qualquer substância em ebulição, por exemplo, o éter médico já ferve à temperatura do corpo e pode ferver em um frasco na palma de sua mão, de cujo gargalo seus vapores irão “fonte”, visivelmente refratando a luz, se agora fechar o frasco com a segunda palma, e remover o aquecimento da palma inferior, substituindo-o por um suporte com uma temperatura abaixo de 35 ° C, o éter parará de ferver e seu vapor saturado, que empurrou todo o ar do frasco durante a ebulição, condensará condensar em uma gota de éter, criando um vácuo não mais forte do que aquele do qual o éter ferve, isto é, aproximadamente igual à pressão do vapor saturado de éter à temperatura do ponto frio dentro do frasco, ou um segundo vaso ou mangueira a ele acoplada sem vazamentos com a extremidade fechada, é assim que o dispositivo Kryofor está disposto, demonstrando o princípio de uma parede fria, como um doce velcro - uma abelha que capta todo o vapor moléculas no sistema. ("Álcool a vácuo" é acionado assim, sem aquecimento)
E a mais de 1700 graus Celsius, a água se decompõe muito bem em oxigênio e hidrogênio ...
O processo de ebulição - implica a transição de uma substância líquida para um estado gasoso. A diferença entre a evaporação será que isso acontece quando ela está interligada com certos indicadores, que incluem não apenas indicadores de temperatura, mas também de pressão. A rapidez do início da ebulição está inteiramente relacionada às moléculas, que a partir do aquecimento começam a colidir umas com as outras com mais frequência. Se tomarmos condições comuns, o aquecimento a 100 graus Celsius é considerado o ponto de ebulição, mas na verdade esse é um intervalo de valores que depende tanto do próprio líquido quanto da pressão externa e interna do agua. Para resumir, esse intervalo tem valores de 70, a muito montanha alta, até 110 se estiver mais próximo do nível do mar.
O vapor é um líquido, apenas seu estado passa para a forma gasosa. Ao interagir com o ar, ele, como outras substâncias gasosas, pode atuar sobre ele com pressão. Durante a vaporização, a temperatura do vapor e do líquido será constante até que o líquido seja vaporizado. Isso acontece devido ao fato de que todo o poder da temperatura vai para a formação de vapor. Esta situação favorece a formação de vapor saturado seco.
É importante saber! Quando um líquido ferve, o vapor tem os mesmos graus que o líquido. Mais quente que o próprio líquido, ele obterá vapor apenas com o uso de dispositivos especiais. Os graus necessários para ferver um líquido comum têm um valor de 100 graus Celsius.
Ferva a água salgada, talvez apenas em temperaturas mais altas do que no caso da água comum. A composição do sal contém um conjunto de íons que preenchem as lacunas espaciais das moléculas de água. Por causa disso, a hidratação ocorre quando os íons de sal se combinam com moléculas líquidas. Como, após a hidratação, a ligação das moléculas se torna visivelmente mais forte, o processo de vaporização dura mais tempo.
Devido ao aquecimento, a água salgada perde constantemente moléculas, respectivamente, sua colisão será muito menos comum. A fervura levará mais tempo do que o necessário água fresca. A temperatura na qual você pode fazer água fervente a partir de água salgada, em média, pode ser adicionada 10 graus Celsius acima do normal.
O tipo destilado é um líquido purificado que praticamente não contém impurezas. Como regra, destina-se a aplicações técnicas, médicas e de pesquisa.
Atenção! Não é estritamente recomendado comê-lo e cozinhar alimentos nele.
A água é feita usando equipamentos especiais de destilação, onde a água fresca é evaporada e o vapor se condensa. No final da destilação, as impurezas permanecerão fora do líquido.
O tipo destilado ferve como água fresca com água da torneira - 100 graus Celsius. Há uma pequena diferença de que um líquido destilado ferve mais rápido, mas essa diferença é bastante insignificante.
A pressão carrega uma diferença significativa para a ebulição de um líquido. Ao mesmo tempo, a pressão atmosférica e a pressão dentro da água desempenham um papel. Por exemplo, se você colocar água no fogo, estando em uma altitude elevada, então 70 graus Celsius serão suficientes para ferver. Nas condições das montanhas, cozinhar traz certas dificuldades. Leva mais muito tempo pois a água fervente não estará quente o suficiente. Por exemplo, uma tentativa de cozinhar um ovo cozido terminará em fracasso, sem mencionar a carne cozida, que requer um bom tratamento térmico.
Importante! Não coma nada que não tenha sido tratado termicamente ou bem cozido. Especialmente quando se trata de caminhadas e outros passeios na natureza. É necessário prever essas nuances com antecedência e se proteger contra possíveis surpresas.
Estando perto do mar, o ponto de ebulição será sempre de 100 graus. Subindo as montanhas, para os 300 metros percorridos para cima, a temperatura de ebulição diminuirá em 1 grau. Portanto, os moradores cujas casas estão localizadas em terreno alto são aconselhados a usar autoclaves para ferver o líquido para que fique mais quente.
Atenção! Os funcionários devem estar cientes dessas informações. instituições médicas e laboratórios.
Afinal, sabe-se que, para esterilizar produtos e dispositivos, é necessária uma temperatura de 100 graus e acima. Caso contrário, o instrumento e outros dispositivos não serão estéreis, o que pode trazer muitas complicações posteriormente.
Sabe-se que o grau mais alto de água ainda não foi descoberto. Isso é consequência do fato de que ela pode crescer até que haja um limite da pressão atmosférica, ou melhor, do seu crescimento. As turbinas a vapor aquecem a água até 400 graus, enquanto não ferve, e a pressão é mantida em 30-40 atmosferas.
A água fervente é necessária para uma variedade de propósitos, e a capacidade de ferver a água é simplesmente necessária na vida cotidiana (e não apenas). Você está preparando o almoço? Saber como o sal afeta a fervura da água e como cozinhar ovos escalfados será útil. Você está subindo até o topo da montanha? Você provavelmente estará interessado em saber por que a comida leva tanto tempo para cozinhar nas montanhas e como tornar a água do rio que você encontra segura para beber. Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre essas e muitas outras coisas interessantes.
Pegue uma panela com tampa. A tampa manterá o calor dentro da panela e a água ferverá mais rápido. Em uma panela grande, a água ferve mais lentamente, mas a forma da panela não desempenha um papel significativo.
Despeje a água fria da torneira em uma panela. Água quente de uma torneira pode absorver chumbo de encanamento, por isso é melhor não usá-lo para beber e cozinhar. Então, digite em uma panela água fria. Não encha a panela até o topo para que a água não espirre quando ferver, e certifique-se de deixar espaço para os alimentos que você vai cozinhar na panela.
Adicione sal a gosto (opcional). O sal quase não afeta o ponto de ebulição, mesmo se você derramar tanto sal que a água se transforme em água do mar! Adicione um pouco de sal para dar sabor à sua comida - por exemplo, a massa absorve o sal junto com a água quando cozida.
Coloque a panela em fogo alto. Coloque uma panela de água no fogão e acenda um fogo forte embaixo dela. Cubra a panela com uma tampa para fazer a água ferver um pouco mais rápido.
Distinguir as fases de ebulição. A maioria dos pratos requer água fervente baixa ou alta para cozinhar. Aprenda a reconhecer esses estágios de ebulição, bem como algumas outras pistas sobre a temperatura da água:
Coloque comida na água. Se você for ferver algum alimento, coloque-o na água. Sendo frio, eles vão baixar a temperatura da água, e pode parar de ferver. Esta é a ordem: basta colocar um fogo grande ou médio sob a panela e esperar até que a água aqueça novamente até a temperatura desejada.
Desligue o fogo.É necessário um fogo forte para que a água ferva rapidamente. Quando a água ferver, reduza o fogo para médio (para uma fervura forte) ou baixo (para uma fervura lenta). Depois que a água atingir o último estágio de fervura, não é necessário um fogo forte, pois só tornará a fervura mais violenta.
Ferva a água para matar as bactérias e outros patógenos que ela contém. Quando a água é fervida, quase todos os microrganismos morrem nela. No entanto, fervendo não livrar a água da contaminação química.
Leve a água a ferver vigorosamente. Os microrganismos morrem devido à alta temperatura, não por ebulição. No entanto, sem um termômetro, é difícil determinar a temperatura da água até que ela ferva. Espere a água ferver e liberar o vapor. Nesse caso, todos os microorganismos perigosos morrerão.
Ferva a água por 1-3 minutos (opcional). Para ter certeza, deixe a água ferver por 1 minuto (contar lentamente até 60). Se você estiver acima de 2.000 metros (6.500 pés) acima do nível do mar, ferva a água por 3 minutos (contar lentamente até 180).
Resfrie a água e despeje-a em um recipiente resselável. Água fervida potável mesmo após o resfriamento. Mantenha-o em um recipiente limpo e fechado.
Leve uma caldeira de água compacta com você quando viajar. Se você tiver acesso a fontes de eletricidade, faça um estoque de uma caldeira. Caso contrário, leve consigo um fogão ou chaleira de campismo, bem como combustível para aquecimento ou baterias.
Se não houver outras opções, coloque um recipiente plástico com água ao sol. Se você não conseguir ferver a água, despeje-a em uma Recipiente de plástico. Coloque o recipiente de água sob uma linha reta luz solar por pelo menos seis horas. Dessa forma, você destruirá bactérias nocivas, mas esse método é menos confiável do que ferver.
Despeje a água em um copo ou tigela que possa ir ao micro-ondas. Se não tiver à mão utensílios especialmente concebidos para forno de micro-ondas, pegue um recipiente de vidro ou cerâmica, não contendo tinta metálica. Para testar, coloque um recipiente vazio no micro-ondas com um copo de cerâmica cheio de água ao lado. Ligue o forno por um minuto. Se depois disso o recipiente aquecer, não adequado para forno de microondas.
Coloque algo seguro para uso de microondas na água. Também facilitará a vaporização. Use uma colher de pau, pauzinho ou palito de sorvete. Se você não precisa água pura sem impurezas, você pode adicionar uma colher de sal ou açúcar.
Coloque uma tigela de água no micro-ondas. Na maioria dos fornos de micro-ondas, as bordas do prato giratório aquecem mais rápido do que o meio do prato giratório.
Aqueça a água em intervalos curtos, mexendo ocasionalmente. Por motivos de segurança, consulte o manual de instruções do seu forno micro-ondas para saber o tempo recomendado para aquecer a água. Se você não tiver instruções do forno, tente aquecer a água em intervalos de 1 minuto. A cada minuto, mexa delicadamente a água e retire do forno, verificando a temperatura. Se o recipiente estiver muito quente e a água liberar vapor, está pronto.
O ponto de ebulição deve ser conhecido, pois ao ser atingido, a água se transforma em vapor, ou seja, passa de um estado de agregação em outro.
Estamos acostumados ao fato de que em água fervente você pode desinfetar pratos, cozinhar alimentos, mas nem sempre é esse o caso. Em algumas condições, a temperatura do líquido será muito baixa para tudo isso.
Antes de tudo, precisamos definir o conceito de ebulição. O que é isso? Este é o processo pelo qual uma substância se transforma em vapor. Além disso, esse processo ocorre não apenas na superfície, mas em todo o volume da substância.
Ao ferver, começam a se formar bolhas, dentro das quais há ar e vapor saturado. O barulho de uma chaleira fervendo, panela indica que as bolhas de ar começaram a subir, depois cair e estourar. Quando o recipiente aquece bem de todos os lados, o ruído para, o que significa que o líquido ferveu completamente.
O processo ocorre a uma certa temperatura e pressão e, do ponto de vista da física, é uma transição de fase de primeira ordem.
Observação! A evaporação pode ocorrer a qualquer temperatura, enquanto a ebulição pode ocorrer a uma temperatura estritamente definida.
Nas tabelas, o ponto de ebulição da água ou outro líquido à temperatura normal pressão atmosféricaé dado como uma das principais características físicas. O ponto de ebulição (Tk) é na verdade igual à temperatura do vapor, que está em estado saturado bem na fronteira entre a água e o ar. A própria água, para ser preciso, é aquecida um pouco mais.
O processo de ebulição também é significativamente afetado por:
Existem outros fatores que fazem com que as bolhas se formem mais rápido ou mais devagar. Deve-se notar também que cada substância tem seu próprio Tk. Há uma opinião de que, se você adicionar sal à água, ela ferverá mais rapidamente. Isso é verdade, mas o tempo vai mudar um pouco. Para resultados tangíveis, você terá que adicionar muito sal, o que estragará completamente o prato.
À pressão atmosférica normal (760 mm Hg, ou 101 kPa, 1 atm.), a água começa a ferver, aquecida a 100 ℃. Todo mundo sabe disso.
Importante! Se a pressão externa aumentar, o ponto de ebulição também aumentará e, se for reduzido, diminuirá.
A equação para a dependência do ponto de ebulição da água na pressão é bastante complicada. Essa dependência não é linear. Às vezes eles usam a fórmula barométrica para o cálculo, fazendo algumas aproximações, e a equação de Clausius-Clapeyron.
É mais conveniente usar tabelas de livros de referência que mostram dados obtidos experimentalmente. Segundo eles, você pode construir um gráfico e, após extrapolação, calcular o valor necessário.
Nas montanhas, a água ferverá antes de atingir 100 ℃. No pico mais alto do mundo, Chomolungme (Everest, altitude 8848 m), o ponto de ebulição da água é de aproximadamente 69 ℃. Mas mesmo se descermos um pouco, a água ainda não ferverá a cem graus até atingirmos uma pressão de 101 kPa. No Elbrus, que é mais baixo que o Everest, uma chaleira de água ferve a 82 ℃ - lá a pressão é de 0,5 atm.
Portanto, em condições montanhosas, o cozimento levará muito mais tempo e alguns produtos não ferverão na água, terão que ser cozidos de maneira diferente. Às vezes, turistas inexperientes se perguntam por que os ovos demoram tanto para ferver, mas a água fervente não queima. O fato é que essa água fervente não é aquecida o suficiente.
Em autoclaves e panelas de pressão, ao contrário, a pressão é aumentada. Isso faz com que a água ferva a uma temperatura mais alta. A comida fica mais quente e cozinha mais rápido. Portanto, as panelas de pressão são chamadas assim. O aquecimento a uma alta temperatura também é útil porque o líquido é desinfetado, os micróbios morrem nele.
Um aumento na pressão levará a um aumento na Tc da água. A 15 atmosferas, a ebulição começará apenas a 200 graus, a 80 atm. - 300 graus. No futuro, o aumento da temperatura será muito lento. O valor máximo tende a 374,15 ℃, o que corresponde a 218,4 atmosferas.
O que acontecerá se o ar começar a descarregar cada vez mais, tendendo ao vácuo? É claro que o ponto de ebulição também começará a diminuir. E quando a água vai ferver?
Se você baixar a pressão para 10-15 mm Hg. Arte. (em 50–70 vezes), o ponto de ebulição diminuirá para 10–15 ℃. Esta água pode resfriá-lo.
Com uma diminuição adicional da pressão, Tc diminuirá e poderá atingir a temperatura de congelamento. Neste caso, em estado líquido, a água simplesmente não pode existir. Ele irá diretamente do gelo para o gás. Isso acontecerá em cerca de 4,6 mm Hg. Arte.
É impossível atingir o vácuo absoluto, mas uma atmosfera altamente rarefeita pode ser obtida se o ar for bombeado para fora de um recipiente com água. Como resultado desse experimento, você pode ver exatamente quando o líquido ferve.
A pressão cai não apenas quando o ar é bombeado para fora. Ela diminui perto de um parafuso que gira rapidamente, por exemplo, o de um navio. Nesse caso, a ebulição também começa perto de sua superfície. Esse processo é chamado de cavitação. Em muitos casos, esse fenômeno é indesejável, mas às vezes é benéfico. Assim, a cavitação é usada na biomedicina, na indústria e na limpeza de superfícies com ultra-som.
O processo de ferver a água é bastante interessante e ao mesmo tempo um processo muito complexo. A ebulição é o processo pelo qual uma substância (neste caso a água) muda do estado líquido para o estado gasoso. Para a água ferver, você precisa de uma temperatura adequada, caso contrário, o processo não será iniciado. NO condições normais O ponto de ebulição da água é de 100 graus Celsius. É nessa temperatura que a água começará a se transformar em gás.
Assim que a água atingir 100 graus, o líquido começará a se transformar em vapor. Para facilitar a imaginação de todo o processo de transformação, encha uma pequena panela de metal com água e coloque-a no fogo. Aqui está o que vai acontecer:
Assim, depois de algum tempo, a água da panela desaparecerá completamente, transformando-se em vapor. A propósito, não confunda fervura e evaporação, esses processos diferem um do outro. A evaporação pode ocorrer a qualquer temperatura, enquanto a ebulição apenas a uma certa temperatura. Além disso, o processo de ebulição ocorre em todo o líquido e, durante a evaporação, a água se transforma em vapor, a partir da superfície da água. À medida que evapora, o líquido vai esfriar gradualmente.
De fato, a ebulição também pode ocorrer em temperaturas mais baixas ou mais baixas. temperaturas altas do que 100 graus. Além da temperatura, a pressão é igualmente importante. Assim, por exemplo, se começarmos a escalar montanhas, a pressão diminuirá e, portanto, o ponto de ebulição diminuirá. Se descermos em uma mina profunda, a pressão aumentará, portanto, o ponto de ebulição também aumentará. Além da pressão, também é importante que a água seja aquecida constantemente, caso contrário a temperatura cairá e o processo será interrompido.
