Kā likt šķidrumam vārīties, atdzesējot trauku. Piesātināta tvaika spiediena atkarība no temperatūras

11.02.2022 | Bērniem

>>Fizika: piesātināta tvaika spiediena atkarība no temperatūras. Vāra

Šķidrums ne tikai iztvaiko. Noteiktā temperatūrā tas vārās.
Piesātināta tvaika spiediena atkarība no temperatūras. Piesātinātā tvaika stāvokli, kā liecina pieredze (par to mēs runājām iepriekšējā punktā), aptuveni apraksta ar ideālās gāzes stāvokļa vienādojumu (10.4), un tā spiedienu nosaka pēc formulas.

Palielinoties temperatūrai, palielinās spiediens. Jo Piesātināta tvaika spiediens nav atkarīgs no tilpuma, tāpēc tas ir atkarīgs tikai no temperatūras.
Tomēr atkarība r n.p. no T, kas konstatēts eksperimentāli, nav tieši proporcionāls, tāpat kā ideālai gāzei pie nemainīgs apjoms. Palielinoties temperatūrai, reālu piesātinātu tvaiku spiediens palielinās ātrāk nekā ideālās gāzes spiediens ( 11.1.att, daļa no līknes AB). Tas kļūst acīmredzams, ja caur punktiem ievelkam ideālās gāzes izohorus A Un IN(pārtrauktas līnijas). Kāpēc tas notiek?

Sildot šķidrumu slēgtā traukā, daļa šķidruma pārvēršas tvaikos. Rezultātā saskaņā ar formulu (11.1) piesātināta tvaika spiediens palielinās ne tikai šķidruma temperatūras paaugstināšanās dēļ, bet arī tvaika molekulu koncentrācijas (blīvuma) palielināšanās dēļ.. Būtībā spiediena pieaugumu, palielinoties temperatūrai, nosaka tieši koncentrācijas pieaugums. Galvenā atšķirība ideālās gāzes un piesātināta tvaika uzvedībā ir tāda, ka, mainoties tvaika temperatūrai slēgtā traukā (vai mainoties tilpumam nemainīgā temperatūrā), mainās tvaika masa. Šķidrums daļēji pārvēršas tvaikos vai, gluži pretēji, tvaiki daļēji kondensējas. Ar ideālu gāzi nekas tāds nenotiek.
Kad viss šķidrums ir iztvaikojis, tālāk karsējot tvaiki pārstāj būt piesātināti un to spiediens nemainīgā tilpumā palielināsies tieši proporcionāli absolūtajai temperatūrai (sk. 11.1.att, daļa no līknes Sv).
. Palielinoties šķidruma temperatūrai, palielinās iztvaikošanas ātrums. Beidzot šķidrums sāk vārīties. Vārot visā šķidruma tilpumā veidojas strauji augoši tvaika burbuļi, kas uzpeld virspusē. Šķidruma viršanas temperatūra paliek nemainīga. Tas notiek tāpēc, ka visa šķidrumam piegādātā enerģija tiek iztērēta, pārvēršot to tvaikos. Kādos apstākļos sākas vārīšanās?
Šķidrums vienmēr satur izšķīdušās gāzes, kas izdalās trauka dibenā un sienās, kā arī uz šķidrumā suspendētajām putekļu daļiņām, kas ir iztvaikošanas centri. Šķidruma tvaiki burbuļu iekšpusē ir piesātināti. Paaugstinoties temperatūrai, palielinās piesātinātā tvaika spiediens un palielinās burbuļu izmērs. Peldošā spēka ietekmē tie peld uz augšu. Ja šķidruma augšējos slāņos ir zemāka temperatūra, tad šajos slāņos burbuļos notiek tvaika kondensācija. Spiediens strauji pazeminās un burbuļi sabrūk. Sabrukums notiek tik ātri, ka burbuļa sienas saduras un rada kaut ko līdzīgu sprādzienam. Daudzi šādi mikrosprādzieni rada raksturīgu troksni. Kad šķidrums pietiekami sasilst, burbuļi pārstās sabrukt un peld uz virsmu. Šķidrums uzvārīsies. Uzmanīgi vērojiet tējkannu uz plīts. Jūs atklāsiet, ka tas gandrīz pārstāj radīt troksni, pirms tas uzvārās.
Piesātināta tvaika spiediena atkarība no temperatūras izskaidro, kāpēc šķidruma viršanas temperatūra ir atkarīga no spiediena uz tā virsmas. Tvaika burbulis var augt, ja tajā esošā piesātinātā tvaika spiediens nedaudz pārsniedz spiedienu šķidrumā, kas ir gaisa spiediena uz šķidruma virsmu (ārējais spiediens) un šķidruma kolonnas hidrostatiskā spiediena summa.
Pievērsīsim uzmanību tam, ka šķidruma iztvaikošana notiek temperatūrā, kas zemāka par viršanas temperatūru, un tikai no šķidruma virsmas vārīšanās laikā notiek tvaiku veidošanās visā šķidruma tilpumā.
Vārīšanās sākas temperatūrā, kurā piesātinātā tvaika spiediens burbuļos ir vienāds ar spiedienu šķidrumā.
Jo lielāks ārējais spiediens, jo augstāka viršanas temperatūra. Tādējādi tvaika katlā pie spiediena, kas sasniedz 1,6 10 6 Pa, ūdens nevārās pat 200 ° C temperatūrā. IN medicīnas iestādēm hermētiski noslēgtos traukos - autoklāvos ( Att.11.2) ūdens vārīšanās notiek arī pie paaugstināta spiediena. Tāpēc šķidruma viršanas temperatūra ir daudz augstāka par 100°C. Autoklāvus izmanto, lai sterilizētu ķirurģiskos instrumentus u.c.

Un otrādi, samazinot ārējo spiedienu, mēs tādējādi pazeminām viršanas temperatūru. Izsūknējot gaisu un ūdens tvaikus no kolbas, jūs varat likt ūdenim vārīties istabas temperatūrā ( Att.11.3). Kāpjot kalnos, atmosfēras spiediens samazinās, līdz ar to viršanas temperatūra samazinās. 7134 m augstumā (Ļeņina virsotne Pamirā) spiediens ir aptuveni 4 10 4 Pa (300 mm Hg). Ūdens tur vārās aptuveni 70°C. Šādos apstākļos nav iespējams pagatavot gaļu.

Katram šķidrumam ir savs viršanas punkts, kas ir atkarīgs no tā piesātinātā tvaika spiediena. Jo augstāks ir piesātinātā tvaika spiediens, jo zemāka ir šķidruma viršanas temperatūra, jo zemākā temperatūrā piesātinātā tvaika spiediens kļūst vienāds ar atmosfēras spiedienu. Piemēram, pie viršanas temperatūras 100°C ūdens piesātinātā tvaika spiediens ir 101 325 Pa (760 mm Hg), un dzīvsudraba tvaiku spiediens ir tikai 117 Pa (0,88 mm Hg). Dzīvsudrabs vārās 357°C temperatūrā normālā spiedienā.
Šķidrums vārās, kad tā piesātinātā tvaika spiediens kļūst vienāds ar spiedienu šķidruma iekšpusē.

???
1. Kāpēc viršanas temperatūra palielinās, palielinoties spiedienam?
2. Kāpēc vārīšanai ir svarīgi palielināt piesātināto tvaiku spiedienu burbuļos, nevis paaugstināt tajos esošā gaisa spiedienu?
3. Kā likt šķidrumam vārīties, kamēr atdzesē trauku? (Šis jautājums nav viegls.)

G.Ja.Mjakiševs, B.B.Buhovcevs, N.N.Socskis, fizika 10.kl.

Nodarbības saturs nodarbību piezīmes atbalsta ietvarstundu prezentācijas paātrināšanas metodes interaktīvās tehnoloģijas Prakse uzdevumi un vingrinājumi pašpārbaudes darbnīcas, apmācības, gadījumi, uzdevumi mājasdarbi diskusijas jautājumi retoriski jautājumi no studentiem Ilustrācijas audio, video klipi un multivide fotogrāfijas, attēli, grafikas, tabulas, diagrammas, humors, anekdotes, joki, komiksi, līdzības, teicieni, krustvārdu mīklas, citāti Papildinājumi tēzes raksti triki zinātkārajiem bērnu gultiņas mācību grāmatas pamata un papildu terminu vārdnīca citi Mācību grāmatu un stundu pilnveidošanakļūdu labošana mācību grāmatā fragmenta atjaunināšana mācību grāmatā, inovācijas elementi stundā, novecojušo zināšanu aizstāšana ar jaunām Tikai skolotājiem ideālas nodarbības kalendāra plāns uz gadu vadlīnijas diskusiju programmas Integrētās nodarbības

Ja jums ir labojumi vai ieteikumi šai nodarbībai,

Bez šaubām, fizika ir viena no interesantākajām zinātnēm. Pat visnejēdzīgākie eksperimenti vienlaikus var izrādīties visai aizraujoši. Piemēram, šķidruma vārīšanās, kad tas ir atdzesēts no vienas puses, šķiet neticami. Galu galā kārtībā šķidrums Kad tas uzvārās, tas ir jāuzsilda, bet ne atdzesē, kā mēs domājām. Bet viss ir iespējams. Šādam eksperimentam nekas īpašs nav vajadzīgs šķidrums, parasts ūdens derēs, tikai jārada īpaši apstākļi.

Jums būs nepieciešams

Kolba, ūdens, gāzes deglis, statīvs.

Instrukcijas

Ielejiet kolbā parasto krāna ūdeni un piepildiet to līdz apmēram pusei. Pēc tam novietojiet kolbu uz gāzes degļa un uzkarsējiet ūdeni, līdz tas vārās.

Kad ūdens kolbā vārās, izslēdziet uguni un pagaidiet, līdz vārīšanās apstājas. Cieši noslēdziet kolbu ar gumijas aizbāzni un nostipriniet to statīva turētājā, apgriežot otrādi.

Pēc tam sāciet liet aukstu ūdeni kolbas apakšā. Jo labāk atdzist kuģis, jo spilgtāka būs pieredze. Burbuļi pacelsies līdz ūdens virsmai, un ūdens kolbā vārīsies, kad tas atdziest. Tas izskaidrojams ar to, ka ūdens tvaiki atrodas iekšpusē kuģis un pēc atdzesēšanas tie sāk kondensēties uz kolbas sieniņām. Šī iemesla dēļ ūdens tvaika spiediens kolbā sāk samazināties. Pie pazemināta spiediena ūdens sāk vārīties nevis simts grādiem pēc Celsija, bet gan zemākā temperatūrā. Tā kā ūdens vēl nav pilnībā atdzisis, un spiediens ir kuģis e nokrita, tāpēc atdzesējot notiek vārīšanās.

Piezīme

Šim eksperimentam vislabāk ir izmantot karstumizturīgu stikla kolbu. Karstu trauku atdzesējot ar aukstu ūdeni, parasts stikls krasas temperatūras maiņas dēļ var saplaisāt un eksperiments nenotiks.

Uzmanību, tikai ŠODIEN!

Viss interesants

Minecraft spēle ir tik daudzveidīga, ka tajā var praktizēt alķīmiju. Lai pagatavotu dziru un stiprinātu to, gūtu noderīgu pieredzi, pat vienkārši pārlietu ūdeni, nepieciešami stikla flakoni vai kolbas. Jūs varat izveidot kolbu programmā Minecraft, izmantojot...

Hidrauliskais līmenis ir rokas mērinstruments, kas paredzēts horizontāla līmeņa atzīmēšanai ar augstu precizitāti. Ikdienā tiek izmantoti paštaisīti hidrauliskie līmeņi, bet būvniecībā un ražošanā populāras ir precīzas atdalīšanas. Instrukcijas 1Hidrauliskais līmenis...

Vārīšana ir šķietami vienkāršs fizisks process, ko zina ikviens, kurš kaut reizi dzīvē ir uzvārījis tējkannu. Taču tajā ir daudz iezīmju, ko fiziķi pēta laboratorijās, bet mājsaimnieces – virtuvēs. Pat viršanas temperatūra ir tālu no...

Ūdens vārīšana ir viens no parastajiem ikdienas uzdevumiem. Tomēr kalnu apvidos šim procesam ir savas īpatnības. Dažādos augstumos virs jūras līmeņa ūdens vārās dažādās temperatūrās. Kā ir atkarīga ūdens viršanas temperatūra...

Egles ūdens ir blakusprodukts, ko iegūst ēterisko eļļu ražošanas procesā. Bet, neskatoties uz to, tam piemīt ārstnieciskas īpašības un to bieži izmanto medicīnā kā pretiekaisuma, brūču dzīšanas un...

Mūsdienu aktuālākais jautājums ir ekoloģijas tēma. Piesārņojums vidi iegūst globālus apmērus. Ūdens kļūst bīstams patēriņam. Lai no ūdens noņemtu kaitīgos piemaisījumus, varat uzstādīt ūdens attīrīšanas filtru.…

Jebkurš šķidrums, kas ielej traukā, rada spiedienu uz tā sienām un dibenu. Ja šķidrums šajā laikā atrodas miera stāvoklī, var noteikt hidrostatisko spiedienu. Lai to aprēķinātu, ir formula, kas ir derīga kuģiem ar pareizo...

Šķidruma viršanas temperatūru var izmantot, lai spriestu par tā tīrību. Piemaisījumu vai izšķīdušo vielu klātbūtne parasti pazemina viršanas temperatūru. Laboratorijā šo parametru var noteikt eksperimentāli, lai provizoriski novērtētu labās kvalitātes...

Ūdeni var atrast trīs galvenajos agregācijas stāvokļi: šķidrs, ciets un gāzveida. Savukārt tvaiks var būt nepiesātināts un piesātināts - ar tādu pašu temperatūru un spiedienu kā verdošam ūdenim. Ja ūdens tvaiku temperatūra ir...

Vārīšanās ir iztvaikošanas process, tas ir, vielas pāreja no šķidra stāvokļa uz gāzveida stāvokli. No iztvaikošanas tas atšķiras ar daudz lielāku ātrumu un strauju plūsmu. Jebkurš tīrs šķidrums vārās noteiktā temperatūrā.…

Kā un kāpēc, pēc kādiem likumiem gravitācijas apstākļos notiek ūdens sildīšanas process, skaidro fizikas mācību grāmatās. Bet pēc pirmajiem kosmosa lidojumiem daudzus interesē jautājums par šī šķidruma uzvedību bezsvara stāvoklī. Vai ir iespējams...

Ikdienā izmantotais alkohols ir pazīstams kā etanols. Tomēr šķidrums, kas rodas spirta fermentācijas procesā, satur etanolu un ūdeni. Lai atdalītu spirtu no ūdens, varat izmantot destilācijas procesu. Jums būs nepieciešams-…

Jums būs nepieciešams

Kolba, ūdens, gāzes deglis, statīvs.

Instrukcijas

Ielejiet kolbā parasto krāna ūdeni un piepildiet to līdz apmēram pusei. Pēc tam novietojiet kolbu uz gāzes degļa un uzkarsējiet ūdeni, līdz tas vārās.

Kad ūdens kolbā vārās, izslēdziet uguni un pagaidiet, līdz vārīšanās apstājas. Cieši noslēdziet kolbu ar gumijas aizbāzni un nostipriniet to statīva turētājā, apgriežot otrādi.