Теория:
Ты уже изучил такой вид парообразования, как испарение.
Рассмотрим второй способ образования пара — кипение.
Кипение — это интенсивное парообразование, которое происходит при нагревании жидкости не только с поверхности, но и по всему объёму.
Рассмотрим пример — кипение воды.
В воде растворены молекулы воздуха (газов). При нагревании этот растворённый газ выделяется в виде воздушных пузырьков на дне и стенках сосуда (рис. \(1\)).
Рис. \(1\). Изображение кипения
С повышением температуры жидкости внутри этих пузырьков испаряется вода, они увеличиваются в размерах. Достигнув определённого размера, пузырьки отрываются от поверхности.
Если вода прогрета недостаточно, то пузырьки пара в холодных слоях схлопываются. А если температура достаточная, то они достигают поверхности воздуха или жидкости и лопаются, выпуская пар. В этот момент слышен шум, обычно предшествующий кипению. При определённой температуре вода закипает (рис. \(2\)).
Рис. \(2\). Изображение модели кипения
Температуру, при которой жидкость кипит, называют температурой кипения.
Обрати внимание!
Во время кипения температура жидкости не изменяется, так как вся энергия расходуется на парообразование.
Температура кипения жидкости зависит от двух факторов:
- от рода жидкости;
- от внешнего давления.
Для каждого вещества существует своя температура кипения.
| Вещество | Температура кипения (при норм. атм. давлении),\( °C\) |
| Воздух | \(-193\) |
| Кислород | \(-183\) |
| Эфир | \(35\) |
| Спирт | \(78\) |
| Вода | \(100\) |
| Ртуть | \(357\) |
| Свинец | \(1740\) |
| Медь | \(2567\) |
При уменьшении давления воздушным пузырькам легче всплывать, кипение происходит при меньшей температуре. Именно поэтому высоко в горах (на высотах \(6000\)–\(8000\) м) не варят суп или мясо, а пользуются готовыми консервами, т. к. температура кипения воды меньше \(100°C\).
Различные жидкости одной и той же массы требуют разного количества теплоты для их обращения в пар при температуре кипения.
, где
\(Q\) — количество теплоты, необходимое для обращения вещества в пар;
\(m\) — масса вещества;
\(L\) — удельная теплота.
Удельная теплота парообразования (\(L\)) — физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость массой \(1\) кг в пар без изменения температуры.
Источники:
Рис. 1. Автор: Monoklon — собственная работа, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=97966488.
Рис. 2. By Spiel496 (talk) — Own work by the original uploader using Inkscape, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=56968271.