fierbere este schimbarea stării sau fazei unui lichid în starea gazoasă. Apare atunci când un lichid este încălzit până la punctul său de fierbere: temperatura la care presiunea de vapori a lichidului este egală cu presiunea atmosferică care se exercită pe suprafața lichidului..
În general, la fierbere, căldura este furnizată în partea inferioară a recipientului care conține lichidul. Acolo începe formarea de bule care cresc în volum pe măsură ce se ridică spre suprafața lichidului, deoarece presiunea asupra lor scade pe măsură ce cresc..
Când lichidul care este încălzit este apă, bulele conțin vapori de apă; adică conțin deja apă în stare gazoasă. În plus, bulele sunt distribuite pe tot volumul lichidului. Temperatura de fierbere a apei este de aproximativ 100 ºC, la o presiune de 1 atm (760 mmHg).
Pentru a produce schimbarea stării de la lichid la fază gazoasă, este necesar să se furnizeze energie (entalpia de vaporizare). În timpul fierberii, temperatura apei rămâne constantă la 100 ° C, deoarece energia termică se pierde pe măsură ce moleculele de apă lichidă ies ca vapori de apă..
Indice articol
Există două tipuri principale de fierbere: fluxul de căldură nucleat și cel critic..
La fierbere nucleata, se formează bule de volum mic în diferite locuri din volumul lichidului..
Între timp, în fluxul de căldură critic fierberea are loc atunci când suprafața unde este furnizată căldura pentru a provoca fierberea, se încălzește peste o valoare critică a temperaturii, formând un strat de vapori pe suprafață..
O creștere a presiunii atmosferice are ca rezultat o creștere a punctului de fierbere, deoarece este necesară creșterea presiunii vaporilor de apă pentru a egaliza presiunea atmosferică. Pentru a realiza acest lucru, temperatura apei trebuie crescută, necesitând o cheltuială calorică mai mare..
Dimpotrivă, atunci când presiunea atmosferică scade, așa cum se întâmplă într-un munte de mare altitudine deasupra nivelului mării, punctul de fierbere scade, deoarece este necesară o presiune mai mică a vaporilor care este egală cu presiunea atmosferică..
Moleculele în soluție au mai multe tipuri de interacțiuni, inclusiv: dispersia sau forțele londoneze, forțele dipol-dipol și punțile de hidrogen. Cu cât magnitudinea acestor forțe este mai mare, cu atât punctul de fierbere este mai mare..
Energia termică este necesară pentru a rupe interacțiunea dintre molecule, astfel încât acestea să poată avea suficientă energie pentru fierbere. De exemplu: eter metilic (CDouăH6O) are un punct de fierbere de 25 ° C, în timp ce eterul etilic (C4H10O) are un punct de fierbere de 78,5 ºC.
Diferența dintre punctele de fierbere, deși are structuri chimice similare, se explică prin faptul că eterul etilic are o masă moleculară mai mare; ambele formează legături de hidrogen, dar forțele de dispersie din C4H10Sau sunt mai puternici decât în C.DouăH6SAU.
Fierberea are originea în lichidul din apropierea sursei de căldură, apoi se extinde pe tot volumul lichidului. Se observă în această ilustrație:
Între timp, evaporarea este un fenomen al suprafeței lichidului.
Evaporarea are loc atunci când o moleculă a lichidului la interfața aer-lichid are suficientă energie pentru a depăși tensiunea superficială exercitată asupra acesteia; deci scapă din sinusul lichidului și trece în faza gazoasă.
Evaporarea poate avea loc la orice temperatură, dar posibilitatea apariției acesteia crește odată cu temperatura. Următoarea imagine arată evaporarea apei din pământ:
Se efectuează într-un echipament numit autoclavă, care are capacitatea de a genera presiuni ridicate exercitate de vaporii de apă, care nu poate scăpa. La fel, există o creștere a punctului de fierbere al apei, ceea ce îi permite să atingă temperaturi peste 100 ° C..
Materialele de cultură a țesuturilor, materialele chirurgicale, materialele utilizate în laboratoare, mediile de cultură etc. sunt sterilizate în autoclavă. Condițiile utilizate pentru sterilizare în autoclavă sunt: 15 kilograme de presiune, temperatura de 121 ° C și o durată de 15 minute.
Alimentele sunt încălzite punându-le în apă. În timpul gătitului său, se utilizează temperaturi egale cu punctul de fierbere al apei (100 ° C). Mâncarea este încălzită, în timpul indicat de experiență, pentru a atinge condițiile optime pentru ingestie.
Mâncarea chineză folosește o fierbere și o aburire minime pentru a păstra culoarea, textura și aroma alimentelor. Tipul de gătit cunoscut sub numele de fierbere utilizează temperaturi sub punctul de fierbere. Gătirea alimentelor este utilizată și prin utilizarea aburului..
Aragazul sub presiune este utilizat la gătitul alimentelor. Funcționarea sa se bazează pe capacitatea sa de a limita evacuarea vaporilor de apă produși în atmosferă, ceea ce generează o creștere a presiunii interne..
Creșterea presiunii exercitate pe suprafața lichidului din oală se traduce printr-o creștere a punctului de fierbere și atingerea temperaturilor peste 100 ° C. Acest lucru reduce timpul de gătit și, prin urmare, economisește consumul de combustibil..
Apa este fiartă pe suprafețe hidrofile pentru a răci reactoarele nucleare și dispozitivele electronice de mare putere, prevenind astfel supraîncălzirea lor. Pentru a ajunge la punctul de fierbere și a fierbe, apa trebuie să preia căldură din împrejurimile sale și aceasta produce o scădere a temperaturii acesteia.
Creșterea punctului de fierbere a apei este o proprietate coligativă; și deci dependent de concentrația solutului dizolvat. Cunoscând-o, se poate estima masa molară a solutului. Cu toate acestea, există metode mai precise, cum ar fi: spectrometria de masă, care este încă o metodă utilă..
În rafinarea zahărului din trestie pentru producerea zahărului cristalin, sucul de trestie este fiert și temperatura la care ajunge depinde de concentrația zahărului din acesta..
Creșterea punctului de fierbere al sucului de trestie este o măsură a concentrației zahărului din soluție. Aceasta este o informație importantă pentru a realiza cristalizarea zahărului.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.