द्रव का क्वथनांक कैसे बदलता है? उबाल की शुरुआत

6. गणितीय सांख्यिकी और सहसंबंध निर्भरता गणितीय सांख्यिकी किसका विज्ञान है? गणितीय तरीकेवैज्ञानिक और व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए सांख्यिकीय डेटा का व्यवस्थितकरण और उपयोग। गणितीय आँकड़े लेखक के सिद्धांत से निकटता से जुड़े हुए हैं

ऊंचाई के साथ दबाव में बदलाव ऊंचाई बदलने पर दबाव कम हो जाता है। यह पहली बार 1648 में पास्कल की ओर से फ्रांसीसी पेरियर द्वारा स्पष्ट किया गया था। माउंट प्यू डी डोम, जिसके पास पेरियर रहता था, 975 मीटर ऊंचा था। मापों से पता चला है कि चढ़ाई करते समय टोरिसेली ट्यूब में पारा गिरता है

गलनांक पर दाब का प्रभाव यदि दाब बदल दिया जाए तो गलनांक भी बदल जाएगा। जब हमने उबालने की बात की तो हम उसी नियमितता से मिले। दबाव जितना अधिक होगा, क्वथनांक उतना ही अधिक होगा। एक नियम के रूप में, यह पिघलने के लिए भी सच है। हालांकि

किसी व्यक्ति ने पानी को सीधे इस्तेमाल करने से पहले ही उबालना क्यों शुरू कर दिया? ठीक है, कई रोगजनक बैक्टीरिया और वायरस से खुद को बचाने के लिए। यह परंपरा पीटर द ग्रेट से पहले भी मध्ययुगीन रूस के क्षेत्र में आई थी, हालांकि यह माना जाता है कि यह वह था जिसने देश में पहला समोवर लाया और अनहेल्दी शाम चाय पीने के संस्कार की शुरुआत की। वास्तव में, हमारे लोग पहले किसी तरह के समोवर का इस्तेमाल करते थे प्राचीन रूसजड़ी बूटियों, जामुन और जड़ों से पेय बनाने के लिए। मुख्य रूप से कीटाणुशोधन के बजाय उपयोगी पौधों के अर्क के निष्कर्षण के लिए यहां उबालना आवश्यक था। दरअसल, उस समय सूक्ष्म जगत के बारे में भी नहीं पता था कि ये बैक्टीरिया और वायरस कहां रहते हैं। हालाँकि, उबलने के लिए धन्यवाद, हमारा देश हैजा या डिप्थीरिया जैसी भयानक बीमारियों की वैश्विक महामारियों से बच गया था।

सेल्सीयस

स्वीडन के महान मौसम विज्ञानी, भूविज्ञानी और खगोलशास्त्री ने मूल रूप से सामान्य परिस्थितियों में पानी के हिमांक को इंगित करने के लिए 100 डिग्री का उपयोग किया, और पानी के क्वथनांक को शून्य डिग्री के रूप में लिया गया। और 1744 में उनकी मृत्यु के बाद, कम नहीं प्रसिद्ध व्यक्ति, वनस्पतिशास्त्री कार्ल लिनिअस और सेल्सियस रिसीवर मोर्टन स्ट्रोमर ने उपयोग में आसानी के लिए इस पैमाने को उलट दिया। हालांकि, अन्य स्रोतों के अनुसार, सेल्सियस ने खुद अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले ऐसा किया था। लेकिन किसी भी मामले में, रीडिंग की स्थिरता और समझने योग्य स्नातक ने उस समय के सबसे प्रतिष्ठित वैज्ञानिक व्यवसायों - रसायनज्ञों के बीच व्यापक उपयोग को प्रभावित किया। और, इस तथ्य के बावजूद कि, एक उल्टे रूप में, 100 डिग्री के पैमाने के निशान ने पानी के स्थिर उबलने का बिंदु निर्धारित किया, न कि इसके जमने की शुरुआत, पैमाने ने इसके प्राथमिक निर्माता, सेल्सियस का नाम लेना शुरू कर दिया।

वातावरण के नीचे

हालांकि, सब कुछ उतना सरल नहीं है जितना पहली नज़र में लगता है। पीटी या पीएस निर्देशांक में किसी भी राज्य आरेख को देखते हुए (एन्ट्रॉपी एस तापमान का प्रत्यक्ष कार्य है), हम देखते हैं कि तापमान और दबाव कितनी बारीकी से संबंधित हैं। इसी तरह, पानी, दबाव के आधार पर, अपने मूल्यों को बदलता है। और कोई भी पर्वतारोही इस संपत्ति से अच्छी तरह वाकिफ है। हर कोई जिसने अपने जीवन में कम से कम एक बार समुद्र तल से 2000-3000 मीटर से अधिक की ऊंचाई को समझा है, वह जानता है कि ऊंचाई पर सांस लेना कितना कठिन है। ऐसा इसलिए है क्योंकि हम जितना ऊपर जाते हैं, हवा उतनी ही पतली होती जाती है। वायुमंडलीय दबाव एक वायुमंडल से नीचे चला जाता है (नीचे n.a., यानी नीचे " सामान्य स्थिति"। पानी का क्वथनांक भी कम हो जाता है। प्रत्येक ऊंचाई पर दबाव के आधार पर, यह अस्सी और साठ दोनों पर उबल सकता है।

प्रैशर कूकर

हालांकि, यह याद रखना चाहिए कि हालांकि मुख्य रोगाणु साठ डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर मर जाते हैं, कई अस्सी डिग्री या उससे अधिक पर जीवित रह सकते हैं। इसलिए हम उबलते पानी को प्राप्त करते हैं, अर्थात हम इसका तापमान 100 डिग्री सेल्सियस तक लाते हैं। हालांकि, दिलचस्प रसोई उपकरण हैं जो आपको समय कम करने और तरल को उच्च तापमान तक गर्म करने की अनुमति देते हैं, बिना उबाले और वाष्पीकरण के माध्यम से द्रव्यमान को खोए बिना। यह महसूस करते हुए कि पानी का क्वथनांक दबाव के आधार पर बदल सकता है, संयुक्त राज्य अमेरिका के इंजीनियरों ने, एक फ्रांसीसी प्रोटोटाइप के आधार पर, 1920 के दशक में दुनिया को एक प्रेशर कुकर से परिचित कराया। इसके संचालन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि भाप को हटाने की संभावना के बिना ढक्कन को दीवारों के खिलाफ कसकर दबाया जाता है। अंदर बनाया गया उच्च रक्तचाप, और पानी अधिक उबलता है उच्च तापमान. हालांकि, ऐसे उपकरण काफी खतरनाक होते हैं और अक्सर उपयोगकर्ताओं को विस्फोट और गंभीर जलन का कारण बनते हैं।

आदर्श रूप में

आइए देखें कि प्रक्रिया कैसे आती है और जाती है। एक आदर्श रूप से चिकनी और असीम रूप से बड़ी हीटिंग सतह की कल्पना करें, जहां गर्मी का वितरण समान है (सतह के प्रत्येक वर्ग मिलीमीटर को समान मात्रा में थर्मल ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है), और सतह खुरदरापन गुणांक शून्य हो जाता है। इस मामले में, एन. वाई एक लामिना की सीमा परत में उबलना पूरे सतह क्षेत्र में एक साथ शुरू होगा और तुरंत होगा, इसकी सतह पर स्थित तरल की पूरी इकाई मात्रा को तुरंत वाष्पित कर देगा। यह आदर्श स्थितियां, में वास्तविक जीवनऐसा नहीं होता है।

सच में

आइए जानें कि पानी का शुरुआती क्वथनांक क्या है। दबाव के आधार पर, यह अपने मूल्यों को भी बदलता है, लेकिन यहां मुख्य बिंदु इसमें निहित है। यहां तक ​​कि अगर हम सबसे चिकनी, हमारी राय में, पैन और एक माइक्रोस्कोप के नीचे लाते हैं, तो इसकी ऐपिस में हम असमान किनारों और तेज, लगातार चोटियों को मुख्य सतह के ऊपर उभरे हुए देखेंगे। पैन की सतह पर गर्मी, हम मानेंगे, समान रूप से आपूर्ति की जाती है, हालांकि वास्तव में यह भी पूरी तरह से सत्य कथन नहीं है। यहां तक ​​​​कि जब पैन सबसे बड़े बर्नर पर होता है, तो तापमान ढाल असमान रूप से स्टोव पर वितरित किया जाता है, और पानी के जल्दी उबलने के लिए हमेशा स्थानीय अति तापकारी क्षेत्र जिम्मेदार होते हैं। सतह की चोटियों पर और उसके तराई क्षेत्रों में एक ही समय में कितने अंश होते हैं? गर्मी की निर्बाध आपूर्ति के साथ सतह की चोटियां तराई और तथाकथित अवसादों की तुलना में तेजी से गर्म होती हैं। इसके अलावा, कम तापमान वाले पानी से चारों तरफ से घिरे, वे पानी के अणुओं को बेहतर ऊर्जा देते हैं। चोटियों की ऊष्मीय प्रसार तराई की तुलना में डेढ़ से दो गुना अधिक है।

तापमान

इसीलिए पानी का शुरुआती क्वथनांक लगभग अस्सी डिग्री सेल्सियस होता है। इस मान पर, सतह की चोटियाँ पर्याप्त रूप से ऊपर आती हैं जो तरल के तात्कालिक उबलने और पहले बुलबुले के निर्माण के लिए आवश्यक होती हैं, आँख को दिखाई देने वाला, जो डरपोक सतह पर उठने लगते हैं। पानी का क्वथनांक क्या होता है सामान्य दबाव- बहुत से लोग पूछते हैं। इस प्रश्न का उत्तर तालिका में आसानी से पाया जा सकता है। पर वायुमण्डलीय दबावस्थिर क्वथनांक 99.9839 डिग्री सेल्सियस पर स्थापित होता है।

उबलना एक तरल का वाष्प में एक तीव्र संक्रमण है, जो एक निश्चित तापमान पर तरल के पूरे आयतन में वाष्प के बुलबुले के गठन के साथ होता है।

वाष्पीकरण, उबलने के विपरीत, एक बहुत धीमी प्रक्रिया है और किसी भी तापमान पर होता है, दबाव की परवाह किए बिना।

जब तरल पिंडों को गर्म किया जाता है, तो उनकी आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है, जबकि अणुओं की गति की गति बढ़ जाती है, उनकी गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है। कुछ अणुओं की गतिज ऊर्जा इतनी बढ़ जाती है कि यह अणुओं के बीच परस्पर क्रिया को दूर करने और तरल से बाहर निकलने के लिए पर्याप्त हो जाती है।

हमने इस घटना को प्रयोगात्मक रूप से देखा है। ऐसा करने के लिए, हमने एक खुले कांच के फ्लास्क में पानी गर्म किया, जिससे उसका तापमान मापा गया। हमने एक गिलास फ्लास्क में 100 मिलीलीटर पानी डाला, जिसे हमने फिर एक धारक पर लगाया और एक स्प्रिट लैंप पर रखा। प्रारंभिक पानी का तापमान 28 डिग्री सेल्सियस था।

फ्लास्क में समय तापमान प्रक्रिया

2 मिनट 50° फ्लास्क की दीवारों पर कई छोटे-छोटे बुलबुले दिखाई देने लगे

दो मिनट। 45 सेकंड 62° बुलबुले बड़े होने लगे। एक शोर है

4 मिनट 84° बुलबुले बड़े हो जाते हैं, सतह पर आ जाते हैं।

6 मिनट 05 सेकंड 100° बुलबुले की मात्रा में तेजी से वृद्धि हुई है, वे सक्रिय रूप से सतह पर फट जाते हैं। पानी उबल रहा है।

तालिका संख्या 1

टिप्पणियों के परिणामों के अनुसार, हम उबलने के चरणों को अलग कर सकते हैं।

उबलते कदम:

तापमान बढ़ने पर तरल सतह से वाष्पीकरण बढ़ता है। कभी-कभी कोहरा देखा जा सकता है (वाष्प स्वयं दिखाई नहीं दे रहा है)।

बर्तन के तल और दीवारों पर हवा के बुलबुले दिखाई देते हैं।

सबसे पहले, बर्तन गरम किया जाता है, और फिर तरल नीचे और दीवारों के पास होता है। चूंकि पानी में हवा हमेशा घुली रहती है, गर्म करने पर हवा के बुलबुले फैलते हैं और दिखाई देने लगते हैं।

हवा के बुलबुले बड़े होने लगते हैं, पूरे आयतन में दिखाई देते हैं, और बुलबुले में न केवल हवा होगी, बल्कि जल वाष्प भी होगी, क्योंकि इन हवाई बुलबुले के अंदर पानी का वाष्पीकरण होना शुरू हो जाएगा। एक विशेषता शोर है।

बुलबुले की पर्याप्त मात्रा के साथ, यह आर्किमिडीज बल की कार्रवाई के तहत ऊपर उठने लगता है। चूंकि तरल को संवहन द्वारा गर्म किया जाता है, निचली परतों का तापमान तापमान से अधिक होता है ऊपरी परतेंपानी। इसलिए, बढ़ते बुलबुले में, जल वाष्प संघनित हो जाएगा, और बुलबुले का आयतन कम हो जाएगा। तदनुसार, बुलबुले के अंदर का दबाव वायुमंडल के दबाव और बुलबुले पर तरल स्तंभ के दबाव से कम होगा। बुलबुला फूटेगा। शोर सुनाई देता है।

एक निश्चित तापमान पर, यानी, जब संवहन के परिणामस्वरूप पूरा तरल गर्म हो जाता है, जैसे ही यह सतह के करीब पहुंचता है, बुलबुले की मात्रा तेजी से बढ़ जाती है, क्योंकि बुलबुले के अंदर का दबाव बाहरी दबाव (वायुमंडल और तरल स्तंभ) के बराबर हो जाता है। ) सतह पर, बुलबुले फट जाते हैं, और तरल के ऊपर बहुत सारी वाष्प बन जाती है। पानी उबल रहा है।

उबलने के संकेत

बहुत सारे बुलबुले फूटते हैं सतह पर बहुत सारी भाप।

उबलने की स्थिति:

बुलबुले के अंदर का दबाव वायुमंडलीय दबाव और बुलबुले के ऊपर तरल स्तंभ के दबाव के बराबर होता है।

पानी को उबालने के लिए, इसे केवल 100º C तक गर्म करना ही पर्याप्त नहीं है, पानी को दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करने के लिए आपको इसे गर्मी की एक महत्वपूर्ण आपूर्ति भी देनी होगी। एकत्रीकरण की स्थिति, अर्थात् बराबर में।

उपरोक्त कथन की पुष्टि प्रयोग द्वारा की गई है।

हमने एक काँच का फ्लास्क लिया, उसे एक होल्डर पर लगा दिया और एक बर्तन में रख दिया स्वच्छ जलताकि बोतल हमारे पैन के तले को न छुए। जब बर्तन में पानी उबलता है, तो फ्लास्क में पानी उबलता नहीं है। फ्लास्क में पानी का तापमान लगभग 100ºC तक पहुंच गया, लेकिन उबाल नहीं आया। इस परिणाम की उम्मीद की जा सकती थी।

निष्कर्ष: पानी को उबालने के लिए, इसे केवल 100º C तक गर्म करना ही पर्याप्त नहीं है, बल्कि इसे पर्याप्त मात्रा में ऊष्मा देना भी आवश्यक है।

लेकिन फ्लास्क में पानी और पैन में पानी में क्या अंतर है? आखिर एक ही पानी बुलबुले में है, केवल एक कांच के विभाजन द्वारा बाकी द्रव्यमान से अलग किया जाता है, बाकी पानी के साथ भी ऐसा ही क्यों नहीं होता है?

क्योंकि विभाजन बुलबुले के पानी को उन धाराओं में भाग लेने से रोकता है जो पैन में सारा पानी मिलाते हैं। पैन में पानी का प्रत्येक कण सीधे गर्म तल को छू सकता है, जबकि फ्लास्क का पानी केवल उबलते पानी के संपर्क में आता है।

इसलिए, हमने देखा कि शुद्ध उबलते पानी के साथ पानी उबालना असंभव है।

प्रयोग 2 की समाप्ति के बाद, हमने एक सॉस पैन में उबलते पानी में मुट्ठी भर नमक डाला। पानी थोड़ी देर के लिए उबलना बंद कर दिया, और 100 से ऊपर के तापमान पर फिर से उबाला गया। जल्द ही कांच के फ्लास्क में पानी उबलने लगा।

निष्कर्ष: ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि फ्लास्क में पानी को उबालने के लिए पर्याप्त गर्मी दी गई थी।

उपरोक्त के आधार पर, हम वाष्पीकरण और उबलने के बीच के अंतर को स्पष्ट रूप से परिभाषित कर सकते हैं:

वाष्पीकरण एक शांत, सतही प्रक्रिया है जो किसी भी तापमान पर होती है।

उबालना एक तीव्र प्रक्रिया है, बड़ी मात्रा में, बुलबुले के खुलने के साथ।

3. क्वथनांक

जिस तापमान पर कोई द्रव उबलता है उसे क्वथनांक कहते हैं।

तरल के पूरे आयतन में वाष्पीकरण होने के लिए, न कि केवल सतह से, यानी तरल को उबालने के लिए, यह आवश्यक है कि इसके अणुओं में उपयुक्त ऊर्जा हो, और इसके लिए उनके पास उचित गति होनी चाहिए। , जिसका अर्थ है कि तरल को एक निश्चित तापमान तक गर्म किया जाना चाहिए।

यह याद रखना चाहिए कि विभिन्न पदार्थों के अलग-अलग क्वथनांक होते हैं। पदार्थों के क्वथनांक प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किए जाते हैं और तालिका में सूचीबद्ध होते हैं।

पदार्थ का नाम क्वथनांक °C

हाइड्रोजन -253

ऑक्सीजन -183

दूध 100

लीड 1740

आयरन 2750

तालिका संख्या 2

कुछ पदार्थ जो सामान्य रूप से गैस होते हैं, जब पर्याप्त रूप से ठंडा हो जाते हैं, तो बहुत कम तापमान पर उबलते हुए तरल पदार्थ में बदल जाते हैं। तरल ऑक्सीजन, उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव में -183 के तापमान पर उबलता है। वे पदार्थ जिन्हें हम सामान्य रूप से ठोस अवस्था में देखते हैं, पिघल जाने पर, बहुत अधिक तापमान पर उबलकर तरल में बदल जाते हैं।

वाष्पीकरण के विपरीत, जो किसी भी तापमान पर होता है, क्वथनांक प्रत्येक तरल के लिए एक निश्चित और स्थिर तापमान पर होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, भोजन पकाते समय, आपको पानी में उबाल आने के बाद गर्मी को कम करने की आवश्यकता होती है, इससे ईंधन की बचत होगी, और पानी का तापमान अभी भी पूरे उबाल के दौरान स्थिर रहता है।

हमने पानी, दूध और अल्कोहल के क्वथनांक की जांच के लिए एक प्रयोग किया।

प्रयोग के दौरान, हम वैकल्पिक रूप से पानी, दूध और अल्कोहल को एक अल्कोहल लैंप पर एक गिलास फ्लास्क में उबालने के लिए गर्म करते हैं। उसी समय, हमने तरल के तापमान को उबालते हुए मापा।

निष्कर्ष: पानी और दूध 100ºC और अल्कोहल 78ºC पर उबालते हैं।

100ºC उबलते पानी और दूध का उबलता समय ग्राफ tºC

78ºC क्वथनांक शराब क्वथनांक चार्ट

उबालना तापीय चालकता के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है, जिसके कारण गर्मी को हीटिंग सतह से तरल में स्थानांतरित किया जाता है। उबलते तरल में एक निश्चित तापमान वितरण स्थापित होता है। पानी की तापीय चालकता बहुत कम है, जिसकी पुष्टि हमने निम्नलिखित प्रयोग से की है:

हमने एक परखनली ली, उसमें पानी भरा, उसमें बर्फ का एक टुकड़ा डुबोया, और ताकि वह ऊपर न तैरे, हमने उसे धातु के नट से दबा दिया। उसी समय, पानी की बर्फ तक मुफ्त पहुंच थी। फिर हमने टेस्ट ट्यूब को स्पिरिट लैंप की लौ के ऊपर झुका दिया ताकि लौ केवल टेस्ट ट्यूब के शीर्ष को छू सके। 2 मिनट बाद पानी ऊपर से उबलने लगा, लेकिन परखनली के तल पर बर्फ रह गई।

पहेली इस बात में है कि परखनली के तल पर पानी बिल्कुल भी नहीं उबलता, बल्कि ठंडा रहता है, ऊपर से ही उबलता है। गर्मी से फैलने पर पानी हल्का हो जाता है और नीचे तक नहीं डूबता, बल्कि परखनली के ऊपर रहता है। गर्म पानी का प्रवाह और परतों का मिश्रण केवल ट्यूब के ऊपरी भाग में होगा और निचली सघन परतों पर कब्जा नहीं करेगा। ऊष्मा को केवल चालन द्वारा नीचे की ओर स्थानांतरित किया जा सकता है, लेकिन पानी की तापीय चालकता बेहद कम है।

काम के पिछले पैराग्राफ में जो कहा गया था, उसके आधार पर, हम उबलने की प्रक्रिया की विशेषताओं को अलग करते हैं।

उबलने की विशेषताएं

1) उबालने पर ऊर्जा खर्च होती है, मुक्त नहीं होती।

2) उबलने की प्रक्रिया के दौरान तापमान स्थिर रहता है।

3) प्रत्येक पदार्थ का अपना क्वथनांक होता है।

4. क्वथनांक क्या निर्धारित करता है

सामान्य वायुमंडलीय दबाव में, क्वथनांक स्थिर होता है, लेकिन तरल पर दबाव में परिवर्तन के साथ, यह बदल जाता है। क्वथनांक जितना अधिक होता है, द्रव पर उतना ही अधिक दबाव पड़ता है और इसके विपरीत।

इस कथन की सत्यता को सत्यापित करने के लिए हमने कई प्रयोग किए हैं।

हमने पानी के साथ एक फ्लास्क लिया, उसे गर्म करने के लिए एक स्पिरिट लैंप पर रख दिया। एक कॉर्क पहले से तैयार किया गया था जिसमें एक रबर का नाशपाती डाला गया था। जब फ्लास्क में पानी उबल गया, तो हमने फ्लास्क को नाशपाती के डाट से बंद कर दिया। फिर हमने नाशपाती को दबाया, और फ्लास्क की ओर उबलना बंद हो गया। नाशपाती को दबाकर, हमने फ्लास्क पर दबाव बढ़ा दिया, और उबलने की स्थिति का उल्लंघन हुआ।

निष्कर्ष: जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, क्वथनांक बढ़ता है।

हमने उत्तल तल के साथ एक फ्लास्क लिया, उसमें पानी भर दिया और पानी को उबालने के लिए लाया। फिर उन्होंने फ्लास्क को एक तंग डाट से बंद कर दिया और उसे होल्डर में ठीक करते हुए पलट दिया। हमने तब तक इंतजार किया जब तक फ्लास्क में पानी उबलना बंद नहीं हो गया और फ्लास्क के ऊपर उबलता पानी डाल दिया। फ्लास्क में कोई बदलाव नहीं हुआ। अगला, हम फ्लास्क के तल पर बर्फ डालते हैं, और फ्लास्क में पानी तुरंत उबल जाता है।

ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि बर्फ ने बोतल की दीवारों को ठंडा कर दिया, जिसके परिणामस्वरूप अंदर की वाष्प संघनित होकर पानी की बूंदों में बदल गई। और चूंकि उबलने के दौरान कांच की बोतल से हवा बाहर निकल गई थी, अब पानी में बहुत कम दबाव है। लेकिन यह ज्ञात है कि जब तरल पर दबाव कम हो जाता है, तो वह कम तापमान पर उबलता है। नतीजतन, हालांकि हमारे फ्लास्क में उबलता पानी है, उबलता पानी गर्म नहीं है।

निष्कर्ष: जैसे-जैसे दबाव कम होता है, क्वथनांक कम होता जाता है।

जैसा कि आप जानते हैं, ऊंचाई बढ़ने के साथ वायुदाब कम होता जाता है। नतीजतन, ऊंचाई में वृद्धि के साथ एक तरल का क्वथनांक भी कम हो जाता है, और, तदनुसार, कमी के साथ, यह बढ़ जाता है।

तो, अमेरिकी वैज्ञानिकों ने सबसे नीचे पाया प्रशांत महासागर, पुगेट साउंड से 400 किमी पश्चिम में, 400º C के पानी के तापमान के साथ एक सुपरहॉट स्प्रिंग। धन्यवाद बहुत दबावअधिक गहराई पर स्थित किसी स्रोत के पानी पर, उसमें मौजूद पानी इतने तापमान पर भी नहीं उबलता।

और पहाड़ी क्षेत्रों में, 3000 मीटर की ऊँचाई पर, जहाँ वायुमंडलीय दबाव 70 kPa है, पानी 90 C पर उबलता है। इसलिए, इन क्षेत्रों के निवासियों को, ऐसे उबलते पानी का उपयोग करके, निवासियों की तुलना में पकाने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है। मैदानों की। और इस उबलते पानी में उबाल लें, उदाहरण के लिए, अंडाआम तौर पर असंभव है, क्योंकि प्रोटीन 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर नहीं मुड़ता है।

जूल्स वर्ने के उपन्यास द चिल्ड्रन ऑफ कैप्टन ग्रांट में, एंडीज में एक पास के यात्रियों ने पाया कि उबलते पानी में डूबा हुआ थर्मामीटर केवल 87º C दिखाता है।

यह तथ्य इस बात की पुष्टि करता है कि ऊँचाई बढ़ने के साथ क्वथनांक कम हो जाता है, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है।

5. उबलते मूल्य

उबालना बहुत बड़ा है व्यावहारिक मूल्यरोजमर्रा की जिंदगी और उत्पादन प्रक्रियाओं दोनों में।

सभी जानते हैं कि बिना उबाले हम अपनी डाइट से ज्यादातर व्यंजन नहीं बना पाएंगे। ऊपर, काम में, हमने दबाव पर क्वथनांक की निर्भरता पर विचार किया। इस क्षेत्र में प्राप्त ज्ञान के लिए धन्यवाद, गृहिणियां अब प्रेशर कुकर का उपयोग कर सकती हैं। प्रेशर कुकर में भोजन लगभग 200 kPa के दबाव में पकाया जाता है। एक ही समय में पानी का क्वथनांक 120 C तक पहुँच जाता है। इस तापमान के पानी में, "खाना पकाने" की प्रक्रिया साधारण उबलते पानी की तुलना में बहुत तेज होती है। यह "प्रेशर कुकर" नाम की व्याख्या करता है।

किसी द्रव के क्वथनांक को कम करना भी सहायक हो सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, सामान्य वायुमंडलीय दबाव में, तरल फ्रीन लगभग 30ºС के तापमान पर उबलता है। दबाव में कमी के साथ, फ़्रीऑन का क्वथनांक 0ºС से नीचे किया जा सकता है। इसका उपयोग रेफ्रिजरेटर के बाष्पीकरण में किया जाता है। कंप्रेसर के संचालन के कारण, इसमें एक कम दबाव बनाया जाता है, और कक्ष की दीवारों से गर्मी को दूर करते हुए, फ्रीन भाप में बदलना शुरू कर देता है। इससे फ्रिज के अंदर का तापमान कम हो जाता है।

आटोक्लेव (स्टरलाइज़िंग इंस्ट्रूमेंट्स के लिए एक उपकरण), डिस्टिलर (आसुत जल बनाने के लिए एक उपकरण) के रूप में दवा में आवश्यक ऐसे उपकरणों का संचालन उबलने की प्रक्रिया पर आधारित होता है।

विभिन्न पदार्थों के क्वथनांकों में अंतर पाया जाता है विस्तृत आवेदनप्रौद्योगिकी में, उदाहरण के लिए तेल के आसवन की प्रक्रिया में। जब तेल को 360ºС तक गर्म किया जाता है, तो उसका वह भाग (ईंधन तेल) जिसमें उच्च तापमानउबलता रहता है, उसमें रहता है, और इसके वे भाग जिनका क्वथनांक 360 ° C से नीचे होता है, वाष्पित हो जाते हैं। परिणामस्वरूप भाप से गैसोलीन और कुछ अन्य प्रकार के ईंधन प्राप्त होते हैं।

हमने उबालने के लाभों के केवल कुछ उदाहरण सूचीबद्ध किए हैं, जिनसे हम अपने जीवन में इस प्रक्रिया की आवश्यकता और महत्व के बारे में पहले ही निष्कर्ष निकाल सकते हैं।

6। निष्कर्ष

उपरोक्त कार्य में उबलने के विषय का अध्ययन करने के दौरान, हमने कार्य की शुरुआत में निर्धारित लक्ष्यों को पूरा किया: हमने उबलने की अवधारणा के बारे में प्रश्नों का अध्ययन किया, उबलने के चरणों की पहचान की, चल रहे कारणों की व्याख्या के साथ प्रक्रियाओं, उबलने के संकेतों, स्थितियों और विशेषताओं को निर्धारित किया।

उबलना- यह वाष्पीकरण है जो सतह से और तरल के पूरे आयतन में एक साथ होता है। यह इस तथ्य में समाहित है कि कई बुलबुले पॉप और फट जाते हैं, जिससे एक विशिष्ट उबाल आता है।

जैसा कि अनुभव से पता चलता है, किसी दिए गए बाहरी दबाव पर एक तरल का उबलना एक निश्चित तापमान पर शुरू होता है जो उबलने की प्रक्रिया के दौरान नहीं बदलता है और केवल तभी हो सकता है जब गर्मी हस्तांतरण के परिणामस्वरूप बाहर से ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है (चित्र 1) :

जहाँ L क्वथनांक पर वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा है।

क्वथनांक : द्रव में हमेशा एक घुली हुई गैस होती है, जिसके घुलने की मात्रा बढ़ते तापमान के साथ घटती जाती है। इसके अलावा, बर्तन की दीवारों पर अधिशोषित गैस होती है। जब द्रव को नीचे से गर्म किया जाता है (चित्र 2), गैस बर्तन की दीवारों के पास बुलबुले के रूप में विकसित होने लगती है। इन बुलबुले में तरल वाष्पित हो जाता है। इसलिए, हवा के अलावा, उनमें संतृप्त भाप होती है, जिसका दबाव बढ़ते तापमान के साथ तेजी से बढ़ता है, और बुलबुले मात्रा में बढ़ते हैं, और परिणामस्वरूप, आर्किमिडीज की ताकतें उन पर कार्य करती हैं। जब उत्प्लावन बल बुलबुले के गुरुत्वाकर्षण से अधिक हो जाता है, तो वह तैरने लगता है। लेकिन जब तक तरल समान रूप से गर्म नहीं होता है, तब तक बुलबुले का आयतन कम हो जाता है (घटते तापमान के साथ संतृप्त वाष्प का दबाव कम हो जाता है) और, मुक्त सतह पर पहुंचने से पहले, बुलबुले गायब हो जाते हैं (पतन) (चित्र 2, ए), यही कारण है कि हम उबालने से पहले एक विशिष्ट शोर सुनते हैं। जब तरल का तापमान बराबर हो जाता है, तो बुलबुले का आयतन बढ़ने पर बढ़ जाएगा, क्योंकि संतृप्त वाष्प का दबाव नहीं बदलता है, और बुलबुले पर बाहरी दबाव, जो बुलबुले के ऊपर तरल के हाइड्रोस्टेटिक दबाव का योग है और वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है। बुलबुला तरल की मुक्त सतह पर पहुंच जाता है, फट जाता है और संतृप्त वाष्प बाहर आ जाता है (चित्र 2, बी) - तरल उबलता है। बुलबुले में संतृप्ति वाष्प का दबाव व्यावहारिक रूप से बाहरी दबाव के बराबर होता है।

वह ताप जिस पर किसी द्रव का संतृप्त वाष्प दाब उसकी मुक्त सतह पर बाह्य दाब के बराबर होता है, कहलाता है क्वथनांकतरल पदार्थ।

चूंकि बढ़ते तापमान के साथ संतृप्त वाष्प का दबाव बढ़ता है, और उबलने के दौरान यह बाहरी दबाव के बराबर होना चाहिए, बाहरी दबाव में वृद्धि के साथ उबलते तापमान में वृद्धि होती है।

क्वथनांक अशुद्धियों की उपस्थिति पर भी निर्भर करता है, जो आमतौर पर अशुद्धियों की बढ़ती सांद्रता के साथ बढ़ता है।

यदि द्रव को पहले उसमें घुली गैस से मुक्त किया जाता है, तो उसे अधिक गरम किया जा सकता है, अर्थात्। उबलते बिंदु से ऊपर गर्मी। यह द्रव की अस्थिर अवस्था है। पर्याप्त छोटे झटकों और तरल उबलता है, और इसका तापमान तुरंत क्वथनांक तक गिर जाता है।