Cara membuat cairan mendidih dengan mendinginkan bejana. Tekanan uap jenuh versus suhu

>> Fisika: Ketergantungan tekanan uap jenuh pada suhu. Mendidih

Cairan tidak menguap begitu saja. Itu mendidih pada suhu tertentu.
Tekanan uap jenuh versus suhu. Keadaan uap jenuh, seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman (kita membicarakannya di paragraf sebelumnya), kira-kira dijelaskan oleh persamaan keadaan gas ideal (10,4), dan tekanannya ditentukan oleh rumus

Saat suhu naik, tekanan naik. Karena Tekanan uap jenuh tidak bergantung pada volume, oleh karena itu hanya bergantung pada suhu.
Namun, ketergantungan r n.p. dari T, ditemukan secara eksperimental, tidak berbanding lurus, seperti dalam gas ideal pada volume konstan. Dengan meningkatnya suhu, tekanan uap jenuh nyata meningkat lebih cepat daripada tekanan gas ideal ( gambar.11.1, bagian kurva AB). Ini menjadi jelas jika kita menggambar isokor gas ideal melalui titik-titik TETAPI dan PADA(garis putus-putus). Mengapa ini terjadi?

Ketika cairan dipanaskan dalam bejana tertutup, sebagian cairan berubah menjadi uap. Akibatnya, menurut rumus (11.1) tekanan uap jenuh meningkat tidak hanya karena peningkatan suhu cairan, tetapi juga karena peningkatan konsentrasi molekul (densitas) uap. Pada dasarnya, peningkatan tekanan dengan meningkatnya suhu ditentukan secara tepat oleh peningkatan konsentrasi. Perbedaan utama dalam perilaku gas ideal dan uap jenuh adalah bahwa ketika suhu uap dalam bejana tertutup berubah (atau ketika volume berubah pada suhu konstan), massa uap berubah. Cairan sebagian berubah menjadi uap, atau, sebaliknya, sebagian uap mengembun. Hal seperti ini tidak terjadi pada gas ideal.
Ketika semua cairan telah menguap, uap akan berhenti jenuh pada pemanasan lebih lanjut, dan tekanannya pada volume konstan akan meningkat sebanding dengan suhu absolut (lihat Gambar. gambar.11.1, bagian kurva Matahari).
. Ketika suhu cairan meningkat, laju penguapan meningkat. Akhirnya, cairan mulai mendidih. Saat mendidih, gelembung uap yang tumbuh dengan cepat terbentuk di seluruh volume cairan, yang mengapung ke permukaan. Titik didih zat cair tetap. Ini karena semua energi yang disuplai ke cairan dihabiskan untuk mengubahnya menjadi uap. Dalam kondisi apa perebusan dimulai?
Cairan selalu mengandung gas terlarut yang dilepaskan di bagian bawah dan dinding bejana, serta pada partikel debu yang tersuspensi dalam cairan, yang merupakan pusat penguapan. Uap cair di dalam gelembung jenuh. Dengan meningkatnya suhu, tekanan uap meningkat dan gelembung bertambah besar. Di bawah aksi gaya apung, mereka mengapung. Jika lapisan atas cairan memiliki suhu yang lebih rendah, maka uap mengembun di lapisan ini dalam gelembung. Tekanan turun dengan cepat dan gelembung runtuh. Runtuhnya begitu cepat sehingga dinding gelembung, bertabrakan, menghasilkan sesuatu seperti ledakan. Banyak dari ledakan mikro ini menciptakan suara yang khas. Ketika cairan cukup hangat, gelembung berhenti runtuh dan mengapung ke permukaan. Cairan akan mendidih. Perhatikan ketel di atas kompor dengan hati-hati. Anda akan menemukan bahwa itu hampir berhenti membuat suara sebelum mendidih.
Ketergantungan tekanan uap jenuh pada suhu menjelaskan mengapa titik didih cairan bergantung pada tekanan pada permukaannya. Gelembung uap dapat tumbuh ketika tekanan uap jenuh di dalamnya sedikit melebihi tekanan dalam cairan, yang merupakan jumlah dari tekanan udara di permukaan cairan (tekanan luar) dan tekanan hidrostatik kolom cairan.
Mari kita perhatikan fakta bahwa penguapan cairan terjadi pada suhu yang lebih rendah dari titik didih, dan hanya dari permukaan cairan; selama mendidih, pembentukan uap terjadi di seluruh volume cairan.
Mendidih dimulai pada suhu di mana tekanan uap jenuh dalam gelembung sama dengan tekanan dalam cairan.
Semakin besar tekanan eksternal, semakin tinggi titik didih. Jadi, dalam ketel uap pada tekanan mencapai 1,6 10 6 Pa, air tidak mendidih bahkan pada suhu 200 °C. Di institusi medis dalam bejana yang tertutup rapat - otoklaf ( gambar.11.2) air juga mendidih pada tekanan tinggi. Oleh karena itu, titik didih cairan jauh lebih tinggi dari 100 ° C. Autoklaf digunakan untuk mensterilkan instrumen bedah, dll.

Dan sebaliknya, mengurangi tekanan eksternal, dengan demikian kami menurunkan titik didih. Dengan memompa keluar udara dan uap air dari labu, Anda dapat membuat air mendidih pada suhu kamar ( gambar.11.3). Saat Anda mendaki gunung, tekanan atmosfer menurun, sehingga titik didihnya menurun. Pada ketinggian 7134 m (Puncak Lenin di Pamir), tekanannya kira-kira 4 10 4 Pa ​​(300 mm Hg). Air mendidih di sana pada sekitar 70 ° C. Tidak mungkin memasak daging dalam kondisi ini.

Setiap cairan memiliki titik didihnya sendiri, yang bergantung pada tekanan uap jenuhnya. Semakin tinggi tekanan uap jenuh, semakin rendah titik didih cairan, karena pada suhu yang lebih rendah tekanan uap jenuh menjadi sama dengan tekanan atmosfer. Misalnya, pada titik didih 100 ° C, tekanan uap air jenuh adalah 101.325 Pa (760 mm Hg), dan uap merkuri hanya 117 Pa (0,88 mm Hg). Merkuri mendidih pada 357°C pada tekanan normal.
Cairan mendidih ketika tekanan uap jenuhnya menjadi sama dengan tekanan di dalam cairan.

???
1. Mengapa titik didih meningkat dengan meningkatnya tekanan?
2. Mengapa pendidihan penting untuk meningkatkan tekanan uap jenuh dalam gelembung, dan bukan untuk meningkatkan tekanan udara yang ada di dalamnya?
3. Bagaimana cara membuat cairan mendidih dengan mendinginkan bejana? (Ini adalah pertanyaan yang rumit.)

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Fisika Kelas 10

Isi pelajaran ringkasan pelajaran mendukung bingkai pelajaran presentasi metode akselerasi teknologi interaktif Praktik tugas dan latihan lokakarya pemeriksaan diri, pelatihan, kasus, pencarian pekerjaan rumah pertanyaan diskusi pertanyaan retoris dari siswa Ilustrasi audio, klip video, dan multimedia foto, gambar grafik, tabel, skema humor, anekdot, lelucon, perumpamaan komik, ucapan, teka-teki silang, kutipan Pengaya abstrak artikel chip untuk lembar contekan yang ingin tahu, buku teks dasar dan glosarium tambahan istilah lainnya Memperbaiki buku pelajaran dan pelajaranmengoreksi kesalahan dalam buku teks memperbarui fragmen dalam buku teks elemen inovasi dalam pelajaran menggantikan pengetahuan usang dengan yang baru Hanya untuk guru pelajaran yang sempurna rencana kalender untuk tahun rekomendasi metodologis dari program diskusi Pelajaran Terintegrasi

Jika Anda memiliki koreksi atau saran untuk pelajaran ini,

Tanpa diragukan lagi, fisika adalah salah satu ilmu yang paling menarik. Bahkan eksperimen yang paling tidak berguna pun bisa sangat mengasyikkan pada saat yang bersamaan. Misalnya, mendidihnya cairan ketika didinginkan di satu sisi tampak luar biasa. Lagipula, untuk cairan direbus itu harus dipanaskan, tetapi tidak didinginkan, seperti yang biasa kita pikirkan. Tapi semuanya mungkin. Eksperimen semacam itu tidak memerlukan keahlian khusus cairan, air biasa juga cocok, Anda hanya perlu membuat kondisi khusus.

Anda akan perlu

• Labu, air, kompor gas, tripod.

Petunjuk

Tuang air keran biasa ke dalam labu, isi sekitar setengahnya. Setelah itu, letakkan labu di atas kompor gas dan panaskan air sampai mendidih.

Saat air dalam labu mendidih, matikan api dan tunggu sampai mendidih. Tutup labu rapat-rapat dengan sumbat karet dan pasang pada dudukan tripod dengan membaliknya.

Selanjutnya, mulailah menuangkan air dingin ke bagian bawah labu. Lebih baik kamu keren kapal semakin jelas pengalamannya. Gelembung akan naik ke permukaan air, air dalam labu akan mendidih jika didinginkan. Ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa uap air di dalamnya kapal dan ketika didinginkan, mereka mulai mengembun di dinding labu. Karena itu, tekanan uap air di dalam labu mulai berkurang. Di bawah tekanan yang dikurangi, air mulai mendidih bukan pada seratus derajat Celcius, tetapi pada suhu yang lebih rendah. Karena air belum sepenuhnya dingin, dan tekanan di kapal e jatuh, dan karena itu mendidih terjadi ketika didinginkan.

catatan

Untuk percobaan ini, yang terbaik adalah menggunakan labu kaca tahan panas. Ketika bejana panas didinginkan dengan air dingin, kaca biasa dapat retak karena penurunan suhu yang tajam dan eksperimen tidak akan terjadi.

Perhatian, hanya HARI INI!

Semua menarik

Gim Minecraft sangat beragam sehingga Anda dapat berlatih alkimia di dalamnya. Untuk menyeduh ramuan dan meningkatkannya, untuk mendapatkan pengalaman yang berguna, bahkan hanya untuk membawa air, Anda memerlukan botol kaca, atau termos. Anda dapat membuat termos di Minecraft menggunakan ...

Level hidraulik adalah alat pengukur genggam yang dirancang untuk menandai level horizontal dengan akurasi tinggi. Level hidraulik buatan sendiri digunakan dalam kehidupan sehari-hari, tetapi bagian yang akurat sangat populer dalam konstruksi dan produksi. Instruksi 1 Tingkat hidro ...

Merebus adalah proses fisik yang tampaknya sederhana yang diketahui semua orang yang telah merebus ketel setidaknya sekali dalam hidup mereka. Namun, ia memiliki banyak fitur yang dipelajari fisikawan di laboratorium, dan ibu rumah tangga - di dapur. Bahkan titik didihnya jauh dari...

Merebus air adalah salah satu kegiatan sehari-hari yang sering dilakukan. Namun, di daerah pegunungan proses ini memiliki ciri khas tersendiri. Pada ketinggian yang berbeda di atas permukaan laut, air mendidih pada suhu yang berbeda. Bagaimana titik didih air bergantung pada...

Air cemara adalah produk sampingan yang diperoleh selama produksi minyak esensial. Namun, meskipun demikian, ia memiliki sifat penyembuhan dan sering digunakan dalam pengobatan sebagai anti-inflamasi, penyembuhan luka dan ...

Isu topikal hari ini adalah topik ekologi. Pencemaran lingkungan terjadi dalam skala global. Air menjadi berbahaya untuk diminum. Untuk menghilangkan kotoran berbahaya dari air, Anda dapat memasang filter pengolahan air.…

Setiap cairan yang dituangkan ke dalam bejana memberikan tekanan pada dinding dan dasarnya. Jika fluida dalam keadaan diam pada saat ini, maka tekanan hidrostatik dapat ditentukan. Untuk menghitungnya, ada rumus yang berlaku untuk kapal yang benar ...

Titik didih suatu cairan dapat digunakan untuk menilai kemurniannya. Kandungan pengotor atau zat terlarut biasanya menurunkan titik didih. Di laboratorium, parameter ini dapat ditentukan secara empiris untuk menilai terlebih dahulu kebaikan ...

Air dapat berada dalam tiga keadaan dasar agregasi: cair, padat dan gas. Uap, pada gilirannya, tidak jenuh dan jenuh - memiliki suhu dan tekanan yang sama dengan air mendidih. Jika suhu uap air pada...

Mendidih adalah proses penguapan, yaitu transisi suatu zat dari keadaan cair ke keadaan gas. Ini berbeda dari penguapan dalam kecepatan yang jauh lebih besar dan aliran yang cepat. Setiap cairan murni mendidih pada suhu tertentu.

Bagaimana dan mengapa, menurut hukum apa proses memanaskan air dalam kondisi gravitasi dijelaskan dalam buku teks fisika. Tetapi setelah penerbangan luar angkasa pertama, banyak yang tertarik dengan pertanyaan tentang perilaku cairan ini dalam keadaan tanpa bobot. Apakah mungkin untuk…

Alkohol yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari dikenal sebagai etanol. Namun, cairan yang dihasilkan dari proses fermentasi alkohol mengandung etanol dan air. Distilasi dapat digunakan untuk memisahkan alkohol dari air. Anda akan perlu-…

Tanpa diragukan lagi, fisika adalah salah satu ilmu yang paling menarik. Bahkan eksperimen yang paling tidak berguna pun bisa sangat mengasyikkan pada saat yang bersamaan. Misalnya, mendidihnya cairan ketika didinginkan di satu sisi tampak luar biasa. Lagipula, untuk cairan direbus itu harus dipanaskan, tetapi tidak didinginkan, seperti yang biasa kita pikirkan. Tapi semuanya mungkin. Eksperimen semacam itu tidak memerlukan keahlian khusus cairan, air biasa juga cocok, Anda hanya perlu membuat kondisi khusus.

Anda akan perlu

• Labu, air, kompor gas, tripod.

Petunjuk

Tuang air keran biasa ke dalam labu, isi sekitar setengahnya. Setelah itu, letakkan labu di atas kompor gas dan panaskan air sampai mendidih.

Saat air dalam labu mendidih, matikan api dan tunggu sampai mendidih. Tutup labu rapat-rapat dengan sumbat karet dan pasang pada dudukan tripod dengan membaliknya.

Selanjutnya, mulailah menuangkan air dingin ke bagian bawah labu. Lebih baik kamu keren kapal semakin jelas pengalamannya. Gelembung akan naik ke permukaan air, air dalam labu akan mendidih jika didinginkan. Ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa uap air di dalamnya kapal dan ketika didinginkan, mereka mulai mengembun di dinding labu. Karena itu, tekanan uap air di dalam labu mulai berkurang. Di bawah tekanan yang dikurangi, air mulai mendidih bukan pada seratus derajat Celcius, tetapi pada suhu yang lebih rendah. Karena air belum sepenuhnya dingin, dan tekanan di kapal e jatuh, dan karena itu mendidih terjadi ketika didinginkan.

catatan

Untuk percobaan ini, yang terbaik adalah menggunakan labu kaca tahan panas. Ketika bejana panas didinginkan dengan air dingin, kaca biasa dapat retak karena penurunan suhu yang tajam dan eksperimen tidak akan terjadi.