Lors de l'ébullition, le liquide commence à se transformer intensément en vapeur, des bulles de vapeur s'y forment et remontent à la surface. Lorsqu'il est chauffé, la vapeur n'apparaît d'abord qu'à la surface du liquide, puis ce processus commence dans tout le volume. De petites bulles apparaissent sur le fond et les parois du plat. Lorsque la température augmente, la pression à l'intérieur des bulles augmente, elles augmentent et montent.
Lorsque la température atteint le soi-disant point d'ébullition, la formation rapide de bulles commence, il y en a beaucoup, le liquide bout. De la vapeur se forme, dont la température reste constante jusqu'à ce que toute l'eau ait disparu. Si la vaporisation se produit dans des conditions normales, à une pression standard de 100 MPa, sa température est de 100°C. Si vous augmentez artificiellement la pression, vous pouvez obtenir de la vapeur surchauffée. Les scientifiques ont réussi à chauffer la vapeur d'eau à une température de 1227 ° C, avec un chauffage supplémentaire, la dissociation des ions transforme la vapeur en plasma.
Pour une composition donnée et une pression constante, le point d'ébullition de tout liquide est constant. Dans les manuels et les manuels, vous pouvez voir des tableaux indiquant le point d'ébullition de divers liquides et même de métaux. Par exemple, l'eau bout à 100°C à 78,3°C, l'éther à 34,6°C, l'or à 2600°C et l'argent à 1950°C. Cette donnée est pour une pression standard de 100 MPa, elle est calculée au niveau de la mer.
Comment changer le point d'ébullition
Si la pression est réduite, le point d'ébullition diminue même si la composition reste la même. Cela signifie que si vous escaladez une montagne de 4000 mètres de haut avec une casserole d'eau et que vous la mettez sur un feu, l'eau bouillira à 85°C, cela nécessitera beaucoup moins de bois de chauffage qu'en dessous.
Les femmes au foyer seront intéressées par une comparaison avec un autocuiseur dans lequel la pression est artificiellement augmentée. Dans le même temps, le point d'ébullition de l'eau augmente également, grâce à quoi les aliments sont cuits beaucoup plus rapidement. Les autocuiseurs modernes vous permettent de modifier en douceur le point d'ébullition de 115 à 130 ° C ou plus.
Un autre secret du point d'ébullition de l'eau réside dans sa composition. L'eau dure, qui contient divers sels, prend plus de temps à bouillir et nécessite plus d'énergie pour se réchauffer. Si vous ajoutez deux cuillères à soupe de sel à un litre d'eau, son point d'ébullition augmentera de 10°C. On peut dire la même chose du sucre, 10% sirop de sucre bout à 100,1°C.
L'une des principales lois est découverte par le chimiste français F. M. Raoulem en 1887. une régularité qui détermine certaines propriétés des solutions qui dépendent de la concentration, mais pas de la nature du soluté.
François Marie Raul(1830 - 1901) - Chimiste et physicien français, membre correspondant de l'Académie des sciences de Paris (1890). Depuis 1867 - à l'Université de Grenoble (professeur depuis 1870). Membre correspondant de l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg (1899).
Au-dessus de toute phase liquide, il y a toujours une certaine quantité (selon les conditions extérieures) d'une phase gazeuse constituée de la même substance. Ainsi, au-dessus de l'eau dans l'atmosphère, il y a nécessairement de la vapeur d'eau. La quantité de cette phase vapeur est exprimée sous la forme d'une pression partielle (concentration de gaz) égale au total, à condition que ce gaz occupe le volume total de gaz.
Les propriétés physiques des solutions (solubilité, points de congélation et d'ébullition) sont principalement dues à une modification de la pression de vapeur saturante du solvant au-dessus de la solution. François Raoult a constaté que la pression de vapeur saturante d'un solvant sur une solution est toujours inférieure à celle sur un solvant pur et en a déduit la relation suivante :
p 0 est la pression de vapeur partielle du solvant sur le solvant pur ;
p i est la pression de vapeur partielle du solvant sur la solution ;
n i est la fraction molaire de la substance dissoute.
Ainsi, l'une des lois fondamentales qui déterminent les propriétés physiques des solutions peut être formulée comme suit :
réduction relative de la pression de vapeur saturantesolvant sur la solution est égal à la fraction molaire de la substance dissoute.
C'est la loi la plus importante qui explique les changements de température transitions de phase pour les solutions d'un solvant relativement pur.
Modification des températures de congélation
La condition de cristallisation est l'égalité de la pression de vapeur saturante du solvant sur la solution à la pression de vapeur sur le solvant solide. Comme la pression de vapeur d'un solvant sur une solution est toujours inférieure à celle sur un solvant pur, cette égalité sera toujours atteinte à une température inférieure au point de congélation du solvant. Ainsi, l'eau de l'océan commence à geler à une température d'environ -2 ° C.
La différence entre la température de cristallisation du solvant T 0 fr et la température de début de cristallisation de la solution T fr est la diminution de la température de cristallisation. On peut alors formuler le corollaire suivant de la loi de Raoult :
la diminution de la température de cristallisation des solutions diluées ne dépend pas de la nature du soluté et est directement proportionnelle à la concentration molaire de la solution :
Ici: m est la molalité de la solution ; POUR est la constante cryoscopique, qui est constante pour chaque solvant. Pour l'eau, K \u003d 1,86 0, ce qui signifie que toutes les solutions aqueuses monomolaires doivent geler à une température de - 1,86 0 C.
Comme, à mesure que le solvant cristallise à partir de la solution, la concentration de celle-ci augmente, les solutions n'ont pas de point de congélation spécifique et cristallisent dans une certaine plage de température.
Modification des points d'ébullition
Un liquide bout à la température à laquelle la pression de vapeur totale devient égale à la pression extérieure. Si le soluté est non volatil (c'est-à-dire par sa pression vapeurs saturées au-dessus de la solution peut être négligée), alors la pression de vapeur saturante totale sur la solution est égale à la pression de vapeur partielle du solvant. Dans ce cas, la pression de vapeur saturée sur la solution à n'importe quelle température sera inférieure à celle du solvant pur, et l'égalité avec sa pression externe sera atteinte à une température plus élevée. Ainsi, le point d'ébullition d'une solution d'une substance non volatile T b est toujours supérieur au point d'ébullition d'un solvant pur à la même pression T b . D'où le second corollaire de la loi de Raoult :
l'augmentation du point d'ébullition des solutions diluées de substances non volatiles ne dépend pas de la nature du soluté et est directement proportionnelle à la concentration molaire de la solution :
Ici: m est la molalité de la solution ; E est la constante ébullioscopique, qui est constante pour chaque solvant. Pour l'eau, E \u003d 0,56 0, ce qui signifie que toutes les solutions aqueuses monomolaires doivent commencer à bouillir à une température de 100,56 0 C à pression standard.
Pour préparer divers plats délicieux, l'eau est souvent nécessaire, et si elle est chauffée, elle bouillira tôt ou tard. Dans le même temps, toute personne éduquée sait que l'eau commence à bouillir à une température égale à cent degrés Celsius et que sa température ne change pas avec un chauffage supplémentaire. C'est cette propriété de l'eau qui est utilisée en cuisine. Cependant, tout le monde ne sait pas que ce n'est pas toujours le cas. L'eau peut bouillir à température différente selon les conditions dans lesquelles il se trouve. Essayons de comprendre de quoi dépend le point d'ébullition de l'eau et comment l'utiliser.
Lorsqu'elle est chauffée, la température de l'eau se rapproche du point d'ébullition et de nombreuses bulles se forment dans tout le volume, à l'intérieur desquelles se trouve de la vapeur d'eau. La densité de vapeur est inférieure à la densité de l'eau, de sorte que la force d'Archimède agissant sur les bulles les soulève à la surface. Dans le même temps, le volume des bulles augmente ou diminue, de sorte que l'eau bouillante produit des sons caractéristiques. En atteignant la surface, les bulles de vapeur d'eau éclatent, c'est pourquoi l'eau bouillante gargouille intensément, libérant de la vapeur d'eau.
Le point d'ébullition dépend explicitement de la pression exercée à la surface de l'eau, ce qui s'explique par la dépendance de la pression de vapeur saturée dans les bulles à la température. Dans le même temps, la quantité de vapeur à l'intérieur des bulles, et avec elle leur volume, augmente jusqu'à ce que la pression de vapeur saturante dépasse la pression de l'eau. Cette pression est la somme de la pression hydrostatique de l'eau, due à l'attraction gravitationnelle de la Terre, et de la pression externe pression atmosphérique. Par conséquent, le point d'ébullition de l'eau augmente avec l'augmentation de la pression atmosphérique et diminue avec sa diminution. Uniquement dans le cas d'une pression atmosphérique normale de 760 mm Hg. (1 atm.) l'eau bout à 100 0 C. Le graphique de la dépendance du point d'ébullition de l'eau à la pression atmosphérique est présenté ci-dessous:
Le graphique montre que si vous augmentez la pression atmosphérique à 1,45 atm, l'eau bouillira déjà à 110 0 C. À une pression atmosphérique de 2,0 atm. l'eau bouillira à 120 0 C et ainsi de suite. L'augmentation du point d'ébullition de l'eau peut être utilisée pour accélérer et améliorer le processus de cuisson des aliments chauds. Pour ce faire, ils ont inventé des autocuiseurs - des casseroles avec un couvercle hermétique spécial, équipées de vannes spéciales pour réguler la température d'ébullition. En raison de l'étanchéité, la pression monte à 2-3 atm., ce qui fournit un point d'ébullition de l'eau de 120-130 0 C. Cependant, il ne faut pas oublier que l'utilisation d'autocuiseurs est pleine de dangers: la vapeur provenant hors d'eux a une pression élevée et une température élevée. Par conséquent, vous devez être aussi prudent que possible pour ne pas vous brûler.
L'effet inverse est observé si la pression atmosphérique diminue. Dans ce cas, le point d'ébullition diminue également, ce qui se produit avec une augmentation de l'altitude au-dessus du niveau de la mer :
En moyenne, en montant 300 m, le point d'ébullition de l'eau baisse de 1 0 C et assez haut en montagne descend jusqu'à 80 0 C, ce qui peut entraîner quelques difficultés de cuisson.
Si, toutefois, la pression est encore réduite, par exemple en pompant de l'air hors d'un récipient avec de l'eau, alors à une pression d'air de 0,03 atm. l'eau bouillira à température ambiante, et c'est assez inhabituel, puisque le point d'ébullition habituel de l'eau est de 100 0 C.
L'ébullition est une transition intense d'un liquide en vapeur, qui se produit avec la formation de bulles de vapeur dans tout le volume du liquide à une certaine température.
L'évaporation, contrairement à l'ébullition, est un processus très lent et se produit à n'importe quelle température, quelle que soit la pression.
Lorsque les corps liquides sont chauffés, leur énergie interne augmente, tandis que la vitesse de déplacement des molécules augmente, leur énergie cinétique augmente. L'énergie cinétique de certaines molécules augmente tellement qu'elle devient suffisante pour surmonter l'interaction entre les molécules et s'envoler hors du liquide.
Nous avons observé ce phénomène expérimentalement. Pour ce faire, nous avons chauffé de l'eau dans un flacon en verre ouvert, en mesurant sa température. Nous avons versé 100 ml d'eau dans un flacon en verre, que nous avons ensuite fixé sur un support et placé sur une lampe à alcool. La température initiale de l'eau était de 28 º C.
Temps Température Processus dans le ballon
2 minutes 50° De nombreuses petites bulles apparaissent sur les parois du flacon
2 minutes. 45 sec 62° Les bulles ont commencé à grossir. Il y a un bruit
4 minutes 84° Les bulles grossissent, remontent à la surface.
6 min 05 sec 100° Le volume des bulles a fortement augmenté, elles éclatent activement en surface. L'eau bout.
Tableau n° 1
Selon les résultats des observations, on peut distinguer les étapes d'ébullition.
Étapes d'ébullition :
L'évaporation de la surface du liquide augmente à mesure que la température augmente. Parfois, du brouillard peut être observé (la vapeur elle-même n'est pas visible).
Des bulles d'air apparaissent sur le fond et les parois du récipient.
Tout d'abord, le récipient est chauffé, puis le liquide au fond et près des parois. Puisqu'il y a toujours de l'air dissous dans l'eau, lorsqu'elle est chauffée, les bulles d'air se dilatent et deviennent visibles.
Les bulles d'air commencent à grossir, apparaissent dans tout le volume et dans les bulles, il y aura non seulement de l'air, mais aussi de la vapeur d'eau, car l'eau commencera à s'évaporer à l'intérieur de ces bulles d'air. Il y a un bruit caractéristique.
Avec un volume suffisamment important de la bulle, celle-ci commence à monter sous l'action de la force d'Archimède. Le liquide étant chauffé par convection, la température des couches inférieures est supérieure à la température couches supérieures l'eau. Par conséquent, dans la bulle montante, la vapeur d'eau se condensera et le volume de la bulle diminuera. En conséquence, la pression à l'intérieur de la bulle sera inférieure à la pression de l'atmosphère et de la colonne de liquide exercée sur la bulle. La bulle éclatera. Du bruit se fait entendre.
À une certaine température, c'est-à-dire lorsque tout le liquide se réchauffe par convection, à l'approche de la surface, le volume des bulles augmente fortement, car la pression à l'intérieur de la bulle devient égale à la pression externe (atmosphère et colonne de liquide ). En surface, les bulles éclatent et beaucoup de vapeur se forme au-dessus du liquide. L'eau bout.
Signes d'ébullition
Beaucoup de bulles éclatent Beaucoup de vapeur à la surface.
État d'ébullition :
La pression à l'intérieur de la bulle est égale à la pression atmosphérique plus la pression de la colonne de liquide au-dessus de la bulle.
Pour porter de l'eau à ébullition, il ne suffit pas de la chauffer à 100º C, il faut aussi lui apporter un apport de chaleur important afin de transférer de l'eau à une autre état d'agrégation, à savoir au par.
L'affirmation ci-dessus a été confirmée par l'expérience.
Nous avons pris un flacon en verre, l'avons fixé sur un support et l'avons placé dans un pot avec eau propre afin que la bouteille ne touche pas le fond de notre casserole. Lorsque l'eau de la marmite a bouilli, l'eau de la fiole n'a pas bouilli. La température de l'eau dans la fiole a atteint presque 100°C, mais n'a pas bouilli. Ce résultat aurait pu être attendu.
Conclusion : pour porter de l'eau à ébullition, il ne suffit pas de la chauffer à 100°C, il faut lui apporter un apport de chaleur important.
Mais quelle est la différence entre l'eau dans une fiole et l'eau dans une casserole ? Après tout, la même eau est dans la bulle, seulement séparée du reste de la masse par une cloison en verre, pourquoi ne lui arrive-t-il pas la même chose qu'au reste de l'eau ?
Parce que la cloison empêche l'eau à bulles de participer à ces courants qui mélangent toute l'eau de la casserole. Chaque particule d'eau dans la casserole peut toucher directement le fond chauffé, tandis que l'eau du ballon n'entre en contact qu'avec de l'eau bouillante.
Ainsi, nous avons observé qu'il est impossible de faire bouillir de l'eau avec de l'eau bouillante pure.
Après la fin de l'expérience 2, nous avons versé une poignée de sel dans de l'eau bouillante dans une casserole. L'eau a cessé de bouillir pendant un moment et a de nouveau bouilli à une température supérieure à 100 ºС. Bientôt, l'eau a commencé à bouillir dans le flacon en verre.
Conclusion : Cela s'est produit parce que l'eau dans la fiole a reçu suffisamment de chaleur pour bouillir.
Sur la base de ce qui précède, nous pouvons clairement définir la différence entre l'évaporation et l'ébullition :
L'évaporation est un processus de surface calme qui se produit à n'importe quelle température.
L'ébullition est un processus rapide, volumineux, accompagné de l'ouverture de bulles.
3. Point d'ébullition
La température à laquelle un liquide bout est appelée point d'ébullition.
Pour que l'évaporation se produise dans tout le volume du liquide, et pas seulement à partir de la surface, c'est-à-dire pour que le liquide bout, il faut que ses molécules aient l'énergie appropriée, et pour cela elles doivent avoir la vitesse appropriée , ce qui signifie que le liquide doit être chauffé à une certaine température.
Il convient de rappeler que différentes substances ont des points d'ébullition différents. Les points d'ébullition des substances sont déterminés expérimentalement et sont répertoriés dans le tableau.
Nom de la substance Point d'ébullition °C
Hydrogène -253
Oxygène -183
Lait 100
Plomb 1740
Fer 2750
Tableau numéro 2
Certaines substances qui sont normalement des gaz, lorsqu'elles sont suffisamment refroidies, se transforment en liquides, bouillant à très basse température. L'oxygène liquide, par exemple, à la pression atmosphérique bout à une température de -183 ºС. Les substances que nous observons normalement à l'état solide, lorsqu'elles sont fondues, se transforment en liquides, bouillant à une température très élevée.
Contrairement à l'évaporation, qui se produit à n'importe quelle température, l'ébullition se produit à une certaine température constante pour chaque liquide. Par conséquent, par exemple, lors de la cuisson des aliments, vous devez réduire la chaleur après l'ébullition de l'eau, cela économisera du carburant et la température de l'eau restera constante tout au long de l'ébullition.
Nous avons mené une expérience pour vérifier le point d'ébullition de l'eau, du lait et de l'alcool.
Au cours de l'expérience, nous avons alternativement porté à ébullition de l'eau, du lait et de l'alcool dans un flacon en verre sur une lampe à alcool. En même temps, nous avons mesuré la température du liquide pendant qu'il bouillait.
Conclusion : L'eau et le lait bouillint à 100 °C et l'alcool à 78 °C.
Graphique du temps d'ébullition à 100 ° C de l'eau bouillante et du lait t ° C
Tableau d'ébullition de l'alcool à 78 ° C
L'ébullition est inextricablement liée à la conductivité thermique, grâce à laquelle la chaleur est transférée de la surface chauffante au liquide. Une certaine distribution de température est établie dans un liquide bouillant. La conductivité thermique de l'eau est très faible, ce que nous avons confirmé par l'expérience suivante :
Nous avons pris un tube à essai, l'avons rempli d'eau, y avons plongé un morceau de glace et, pour qu'il ne flotte pas, nous l'avons enfoncé avec un écrou métallique. Dans le même temps, l'eau avait libre accès à la glace. Ensuite, nous avons incliné le tube à essai sur la flamme de la lampe à alcool de sorte que la flamme ne touche que le haut du tube à essai. Après 2 minutes, l'eau a commencé à bouillir par le haut, mais de la glace est restée au fond du tube à essai.
L'énigme réside dans le fait qu'au fond du tube à essai l'eau ne bout pas du tout, mais reste froide, elle ne bout qu'en haut. En se dilatant sous l'effet de la chaleur, l'eau devient plus légère et ne coule pas au fond, mais reste au sommet du tube à essai. Les écoulements d'eau chaude et le mélange des couches ne se produiront que dans la partie supérieure du tube et ne capteront pas les couches inférieures plus denses. La chaleur ne peut être transférée vers le bas que par conduction, mais la conductivité thermique de l'eau est extrêmement faible.
Sur la base de ce qui a été indiqué dans les paragraphes précédents du travail, nous distinguons les caractéristiques du processus d'ébullition.
Caractéristiques d'ébullition
1) Lors de l'ébullition, l'énergie est dépensée et non libérée.
2) La température reste constante tout au long du processus d'ébullition.
3) Chaque substance a son propre point d'ébullition.
4. Qu'est-ce qui détermine le point d'ébullition
À pression atmosphérique normale, le point d'ébullition est constant, mais avec un changement de pression sur un liquide, il change. Le point d'ébullition est d'autant plus élevé que la pression exercée sur le liquide est importante et inversement.
Nous avons effectué plusieurs expériences pour vérifier l'exactitude de cette affirmation.
Nous avons pris un flacon avec de l'eau, l'avons mis sur une lampe à alcool pour nous réchauffer. Un bouchon a été préparé à l'avance avec une poire en caoutchouc insérée dedans. Lorsque l'eau du flacon a bouilli, nous avons fermé le flacon avec un bouchon en poire. Puis on a pressé la poire, et l'ébullition vers la fiole s'est arrêtée. En pressant la poire, nous avons augmenté la pression dans le ballon et la condition d'ébullition a été violée.
Conclusion : Lorsque la pression augmente, le point d'ébullition augmente.
Nous avons pris un ballon à fond convexe, l'avons rempli d'eau et avons porté l'eau à ébullition. Ensuite, ils ont fermé le flacon avec un bouchon étanche et l'ont retourné en le fixant dans le support. Nous avons attendu que l'eau dans la fiole arrête de bouillir et avons versé de l'eau bouillante sur la fiole. Il n'y a eu aucun changement dans le flacon. Ensuite, nous avons mis de la neige au fond du ballon et l'eau du ballon a immédiatement bouilli.
Cela s'est produit parce que la neige a refroidi les parois de la bouteille, à la suite de quoi la vapeur à l'intérieur s'est condensée en gouttes d'eau. Et puisque l'air de la bouteille en verre a été expulsé pendant l'ébullition, l'eau y est maintenant soumise à beaucoup moins de pression. Mais on sait que lorsque la pression sur le liquide diminue, il bout à une température plus basse. Par conséquent, bien qu'il y ait de l'eau bouillante dans notre ballon, l'eau bouillante n'est pas chaude.
Conclusion : Lorsque la pression diminue, le point d'ébullition diminue.
Comme vous le savez, la pression atmosphérique diminue avec l'augmentation de l'altitude. Par conséquent, le point d'ébullition d'un liquide diminue également avec une augmentation de la hauteur et, par conséquent, avec une diminution, il augmente.
Ainsi, des scientifiques américains ont trouvé au fond l'océan Pacifique, à 400 km à l'ouest de Puget Sound, une source super chaude avec une température de l'eau de 400º C. Grâce à grande pression sur les eaux d'une source située à une grande profondeur, l'eau qu'elle contient ne bout pas même à une telle température.
Et dans les zones montagneuses, à une altitude de 3000m, où la pression atmosphérique est de 70 kPa, l'eau bout à 90 º C. Par conséquent, les habitants de ces zones, utilisant une telle eau bouillante, ont besoin de beaucoup plus de temps pour cuisiner que les habitants de la plaines. Et faire bouillir dans cette eau bouillante, par exemple, Oeuf généralement impossible, car la protéine ne se replie pas à des températures inférieures à 100 ºС.
Dans le roman de Jules Verne Les Enfants du capitaine Grant, les voyageurs d'un col des Andes ont découvert qu'un thermomètre plongé dans de l'eau bouillante n'indiquait que 87°C.
Ce fait confirme qu'avec l'augmentation de l'altitude, le point d'ébullition diminue à mesure que la pression atmosphérique diminue.
5. Valeur d'ébullition
L'ébullition a un énorme valeur pratique tant dans la vie quotidienne que dans les processus de production.
Tout le monde sait que sans ébullition, nous ne pourrions pas cuisiner la plupart des plats de notre alimentation. Ci-dessus, dans le travail, nous avons considéré la dépendance du point d'ébullition à la pression. Grâce aux connaissances acquises dans ce domaine, les ménagères peuvent désormais utiliser des autocuiseurs. Dans un autocuiseur, les aliments sont cuits sous une pression d'environ 200 kPa. Le point d'ébullition de l'eau atteint simultanément 120 º C. Dans une eau à cette température, le processus de «cuisson» se produit beaucoup plus rapidement que dans de l'eau bouillante ordinaire. C'est ce qui explique le nom "autocuiseur".
Abaisser le point d'ébullition d'un liquide peut également être utile. Ainsi, par exemple, à la pression atmosphérique normale, le fréon liquide bout à une température d'environ 30ºС. Avec une diminution de la pression, le point d'ébullition du fréon peut être inférieur à 0ºС. Il est utilisé dans l'évaporateur de réfrigérateur. En raison du fonctionnement du compresseur, une pression réduite y est créée et le fréon commence à se transformer en vapeur, évacuant la chaleur des parois de la chambre. De ce fait, la température à l'intérieur du réfrigérateur diminue.
Le fonctionnement de tels dispositifs nécessaires en médecine comme un autoclave (un dispositif pour stériliser les instruments), un distillateur (un dispositif pour fabriquer de l'eau distillée) est basé sur le processus d'ébullition.
La différence des points d'ébullition de différentes substances se trouve application large dans la technologie, par exemple dans le processus de distillation du pétrole. Lorsque l'huile est chauffée à 360ºС, la partie de celle-ci (mazout) qui a haute température bouillante, y reste et les parties qui ont un point d'ébullition inférieur à 360 ° C s'évaporent. L'essence et certains autres types de carburant sont obtenus à partir de la vapeur résultante.
Nous n'avons énuméré que quelques exemples des avantages de l'ébullition, à partir desquels nous pouvons déjà tirer des conclusions sur la nécessité et l'importance de ce processus dans nos vies.
6. Conclusion
Au cours de l'étude du sujet de l'ébullition dans les travaux ci-dessus, nous avons atteint les objectifs fixés au début des travaux : nous avons étudié des questions sur le concept d'ébullition, identifié les étapes de l'ébullition, avec une explication des causes de la processus, déterminé les signes, les conditions et les caractéristiques de l'ébullition.
L'ébullition est le processus de modification de l'état global d'une substance. Quand on parle d'eau, on entend le passage du liquide à la vapeur. Il est important de noter que l'ébullition n'est pas une évaporation, qui peut se produire même à température ambiante. Aussi, ne confondez pas avec l'ébullition, qui est le processus de chauffage de l'eau à une certaine température. Maintenant que nous avons compris les concepts, nous pouvons déterminer à quelle température l'eau bout.
Traiter
Le processus même de transformation de l'état d'agrégation de liquide à gazeux est complexe. Et bien que les gens ne le voient pas, il y a 4 étapes :
- Dans la première étape, de petites bulles se forment au fond du récipient chauffé. On peut aussi les voir sur les côtés ou à la surface de l'eau. Ils se forment en raison de l'expansion des bulles d'air, qui sont toujours présentes dans les fissures du réservoir, où l'eau est chauffée.
- Dans la deuxième étape, le volume des bulles augmente. Tous commencent à se précipiter à la surface, car à l'intérieur d'eux se trouve vapeur saturée qui est plus léger que l'eau. Avec une augmentation de la température de chauffage, la pression des bulles augmente et elles sont poussées à la surface en raison de la force d'Archimède bien connue. Dans ce cas, vous pouvez entendre le son caractéristique de l'ébullition, qui se forme en raison de l'expansion constante et de la réduction de la taille des bulles.
- Au troisième étage, en surface on peut voir un grand nombre de bulles. Cela crée initialement une turbidité dans l'eau. Ce processus est communément appelé "ébullition avec une clé blanche", et il dure une courte période de temps.
- Au quatrième stade, l'eau bout intensément, de grosses bulles éclatantes apparaissent à la surface et des éclaboussures peuvent apparaître. Le plus souvent, les éclaboussures signifient que le liquide a chauffé jusqu'à Température maximale. De la vapeur commencera à sortir de l'eau.
On sait que l'eau bout à une température de 100 degrés, ce qui n'est possible qu'au quatrième stade.
Température vapeur
La vapeur est l'un des états de l'eau. Lorsqu'il pénètre dans l'air, il exerce alors, comme les autres gaz, une certaine pression sur celui-ci. Pendant la vaporisation, la température de la vapeur et de l'eau reste constante jusqu'à ce que tout le liquide change d'état d'agrégation. Ce phénomène peut s'expliquer par le fait que pendant l'ébullition, toute l'énergie est dépensée pour convertir l'eau en vapeur.
Au tout début de l'ébullition, de la vapeur saturée humide se forme qui, après l'évaporation de tout le liquide, devient sèche. Si sa température commence à dépasser la température de l'eau, alors cette vapeur est surchauffée et, en termes de caractéristiques, elle sera plus proche du gaz.
Faire bouillir de l'eau salée
Il est assez intéressant de savoir à quelle température l'eau à haute teneur en sel bout. On sait qu'elle devrait être plus élevée en raison de la teneur en ions Na+ et Cl- dans la composition, qui occupent une zone entre les molécules d'eau. Cette composition chimique de l'eau salée diffère du liquide frais habituel.
Le fait est que dans l'eau salée, une réaction d'hydratation a lieu - le processus de fixation des molécules d'eau aux ions de sel. Communication entre molécules eau fraiche plus faibles que celles formées lors de l'hydratation, de sorte que l'ébullition d'un liquide avec du sel dissous prendra plus de temps. Lorsque la température augmente, les molécules de l'eau contenant du sel se déplacent plus rapidement, mais elles sont moins nombreuses, c'est pourquoi les collisions entre elles se produisent moins fréquemment. En conséquence, moins de vapeur est produite et sa pression est donc inférieure à la tête de vapeur de l'eau douce. Par conséquent, plus d'énergie (température) est nécessaire pour une vaporisation complète. En moyenne, pour faire bouillir un litre d'eau contenant 60 grammes de sel, il faut élever le point d'ébullition de l'eau de 10 % (c'est-à-dire de 10 C).
Dépendances à la pression d'ébullition
On sait qu'en montagne, quel que soit le composition chimique le point d'ébullition de l'eau sera plus bas. C'est parce que la pression atmosphérique est plus faible en altitude. La pression normale est considérée comme étant de 101,325 kPa. Avec lui, le point d'ébullition de l'eau est de 100 degrés Celsius. Mais si vous escaladez une montagne, où la pression est en moyenne de 40 kPa, l'eau y bouillira à 75,88 C. Mais cela ne signifie pas que cuisiner en montagne prendra presque la moitié du temps. Pour le traitement thermique des produits, une certaine température est nécessaire.
On pense qu'à une altitude de 500 mètres au-dessus du niveau de la mer, l'eau bouillira à 98,3 C et qu'à une altitude de 3000 mètres, le point d'ébullition sera de 90 C.
Notez que cette loi s'applique également aux direction inverse. Si un liquide est placé dans un ballon fermé à travers lequel la vapeur ne peut pas passer, alors avec une augmentation de la température et la formation de vapeur, la pression dans ce ballon augmentera et bouillant à hypertension artérielle se produira à une température plus élevée. Par exemple, à une pression de 490,3 kPa, le point d'ébullition de l'eau sera de 151 C.
Faire bouillir de l'eau distillée
L'eau distillée est une eau purifiée sans aucune impureté. Il est souvent utilisé à des fins médicales ou techniques. Étant donné qu'il n'y a pas d'impuretés dans cette eau, elle n'est pas utilisée pour la cuisson. Il est intéressant de noter que l'eau distillée bout plus rapidement que l'eau douce ordinaire, mais le point d'ébullition reste le même - 100 degrés. Cependant, la différence de temps d'ébullition sera minime - seulement une fraction de seconde.
dans une théière
Souvent, les gens s'intéressent à la température d'ébullition de l'eau dans une bouilloire, car ce sont ces appareils qu'ils utilisent pour faire bouillir les liquides. Compte tenu du fait que la pression atmosphérique dans l'appartement est égale à la pression standard et que l'eau utilisée ne contient pas de sels ni d'autres impuretés qui ne devraient pas s'y trouver, le point d'ébullition sera également standard - 100 degrés. Mais si l'eau contient du sel, le point d'ébullition, comme nous le savons déjà, sera plus élevé.
Conclusion
Vous savez maintenant à quelle température l'eau bout et comment la pression atmosphérique et la composition du liquide affectent ce processus. Il n'y a rien de compliqué là-dedans, et les enfants reçoivent ces informations à l'école. La principale chose à retenir est qu'avec une diminution de la pression, le point d'ébullition du liquide diminue également, et avec son augmentation, il augmente également.
Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux différents tableaux, où la dépendance du point d'ébullition d'un liquide à la pression atmosphérique est indiquée. Ils sont accessibles à tous et sont activement utilisés par les écoliers, les étudiants et même les enseignants des instituts.