Ορισμός του σημείου βρασμού

Είναι μια έννοια που γενικά την έχουμε συνδέσει, αφού είναι ρουτίνα να ζεσταίνουμε νερό για τσάι, για παράδειγμα. Λοιπόν, οι διαδικασίες της εξάτμισης ή του βρασμού και της σύντηξης είναι φυσικές αλλαγές που βιώνει η ύλη και που μας περιβάλλουν συνεχώς.

Όταν πραγματοποιούνται αυτές οι διεργασίες, η ύλη δεν υφίσταται αλλαγή στη χημική της σύνθεση, παρά μόνο βιώνει αλλαγές στην κατάσταση συσσώρευσής του, οι οποίες, όπως γνωρίζουμε, στη φύση είναι: αέριο, υγρό και στερεός.

Ας σκεφτούμε πότε το καλοκαίρι, στην παραλία, θα πάμε στη θάλασσα. Στη συνέχεια, όταν εκτεθούμε στην ηλιακή ακτινοβολία, στεγνώνουμε. Εδώ γίνεται η εξάτμιση του νερού, από την υγρή φάση γίνεται ατμός. Αυτό συμβαίνει σε ένα ορισμένο θερμοκρασία δεδομένης της πίεσης.

Ομοίως, αν τοποθετήσουμε ένα υγρό σε ένα ανοιχτό δοχείο και το θερμάνουμε, θα δούμε ότι αρχικά μόνο κάποια σωματίδια έχουν

Κινητική ενέργεια αρκετά για να χωριστεί από την επιφάνεια για να σχηματιστεί ατμός. Καθώς παρέχουμε περισσότερη θερμότητα, περισσότερα σωματίδια θα τείνουν να ανεβαίνουν από την επιφάνεια δημιουργώντας περισσότερους ατμούς έως ότου, τελικά, όλο το υγρό μείγμα εξατμιστεί. Αυτό συμβαίνει επειδή το δοχείο είναι ανοιχτό, εάν το δοχείο ήταν κλειστό, θα είχαμε διαφορετική περίπτωση, όπου α Ισορροπία μεταξύ της υγρής και της αέριας φάσης. Αρχικά, τα σωματίδια θα αποκολληθούν από τον κόλπο του υγρού. Καθώς αυξάνουμε την ποσότητα θερμότητας που παρέχεται, περισσότερα σωματίδια περνούν στην αέρια φάση, αλλά με τον ίδιο τρόπο οι συγκρούσεις μεταξύ τους αυξάνονται, προκαλώντας την επιστροφή ορισμένων στο υγρό, μέχρι να φτάσουν σε μια ισορροπία όπου ο Ταχύτητα επιστροφή σε υγρό και έξοδος από αυτόν είναι το ίδιο.

Όταν παρατηρούμε ότι ένα υγρό αρχίζει να βράζει, σχηματίζοντας φυσαλίδες κάτω από την επιφάνεια, γνωρίζουμε ότι, εκείνη τη στιγμή, η τάση ατμών ήταν ίση με το ατμοσφαιρική πίεση. Λοιπόν, τι είναι η τάση ατμών; Είναι η πίεση που ασκείται από τον ατμό σε ισορροπία με το υγρό, υποδεικνύοντας την ευκολία με την οποία η εν λόγω ουσία εξατμίζεται. Στην περίπτωση του κλειστού δοχείου, η ισορροπία για την οποία μιλάμε συμβαίνει σε πίεση ατμών.

Άρα, το «Σημείο βρασμού» είναι η θερμοκρασία στην οποία μια υγρή ουσία εξισώνει την τάση ατμών της με αυτή που ασκείται στην επιφάνεια. Στην περίπτωση του ανοιχτού δοχείου, ασκείται ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια, έτσι ώστε το θερμοκρασία στην οποία η τάση ατμών ισούται με την ατμοσφαιρική πίεση θα είναι η θερμοκρασία του βρασμός.

Αυτή η γνώση σχετικά με την πίεση ατμού είναι μια έννοια που χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες καθώς και στα σπίτια μας, όπως είναι η περίπτωση των χύτρες ταχύτητας. Είναι παρόμοιο με το παράδειγμα του κλειστού δοχείου αφού αυτό το δοχείο είναι ερμητικό, κρατώντας τον ατμό μέσα.

Καθώς συνεχίζουμε να αποδίδουμε θερμότητα, η πίεση στην επιφάνεια του υγρού μέσα αυξάνεται καθώς αυξάνεται παράγει περισσότερο ατμό, αυτό παράγει πιο γρήγορο μαγείρεμα, καθώς το νερό θα έχει υψηλότερο σημείο βρασμού από ό, τι αν ήταν Άνοιξε. Σε πολλά από αυτά υπάρχει μια βαλβίδα στο πάνω μέρος που επιτρέπει τη διαφυγή του υπερβολικού ατμού που παράγεται.

Παραδείγματα κανονικού σημείου βρασμού

Αν και ορίζουμε το σημείο βρασμού μέσω μιας πίεσης που ασκείται στην επιφάνεια του υγρού, αν αυτό πίεση είναι η ατμοσφαιρική πίεση (101,325 kPa) η θερμοκρασία βρασμού είναι γνωστή ως "κανονική" στο επίπεδο του θάλασσα.

Με βάση τα παραπάνω, μπορούμε να εκτιμήσουμε ότι η ατμοσφαιρική πίεση είναι μια σχετική παράμετρος στο ορισμός αφού, αν μεταβάλλουμε το ύψος, θα μεταβάλλουμε την ατμοσφαιρική πίεση και, επομένως, το σημείο της βρασμός. Γενικά, οι κανονικές τιμές σημείου βρασμού των διαφόρων ουσιών που μετρώνται στο επίπεδο της θάλασσας παρατίθενται σε πίνακα, μερικές από αυτές είναι:

Νερό: 100 ºC
Βενζίνη: 30-200ºC
Ντίζελ: 280-350 ºC
Μεθανόλη: 64,7 ºC
Αιθανόλη: 78,3 ºC

Την εποχή του αναλύει η τάση του σημείου βρασμού πρέπει να λαμβάνεται υπόψη διάφορα παράγοντες, από τον τύπο της ένωσης (ιονική, ομοιοπολική, μεταλλική) έως τις διαμοριακές δυνάμεις και τις μοριακές μάζες που εμπλέκονται. Οι ουσίες εκείνες που σε θερμοκρασία περιβάλλον έχουν μια συγκεκριμένη δυνατότητα εξάτμισης είναι γνωστά ως "πτητικά", σημειώστε την περίπτωση του αλκοόλ, είναι περισσότερο πτητικά από το νερό, επομένως τα αρώματα πρέπει να διατηρούνται πάντα κλειστά λόγω της ευκολίας τους εξάτμιση.

Θέματα σημείου βρασμού