क्वथनांक कैसे आंतरिक दबाव पर निर्भर करता है। दबाव पर तरल के क्वथनांक की निर्भरता

बुनियादी कानूनों में से एक की खोज 1887 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ एफ.एम. राउल ने की थी। एक नियमितता जो कुछ को एकाग्रता के आधार पर निर्धारित करती है, लेकिन विलेय की प्रकृति, समाधान के गुणों पर नहीं।

फ्रेंकोइस मैरी राउली(1830 - 1901) - फ्रांसीसी रसायनज्ञ और भौतिक विज्ञानी, पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज के संबंधित सदस्य (1890)। 1867 से - ग्रेनोबल विश्वविद्यालय में (1870 से प्रोफेसर)। पीटर्सबर्ग एकेडमी ऑफ साइंसेज के संबंधित सदस्य (1899)।

किसी भी तरल चरण के ऊपर हमेशा एक ही पदार्थ से युक्त गैसीय की एक निश्चित (बाहरी स्थितियों के आधार पर) मात्रा होती है। अत: वायुमण्डल में जल के ऊपर सदैव जलवाष्प रहती है। इस वाष्प चरण की मात्रा कुल के बराबर आंशिक दबाव (गैस सांद्रता) द्वारा व्यक्त की जाती है, बशर्ते कि यह गैस कुल गैस की मात्रा पर कब्जा कर ले।

समाधान के भौतिक गुण (घुलनशीलता, हिमांक और क्वथनांक) मुख्य रूप से दबाव परिवर्तन के कारण होते हैं संतृप्त भापसमाधान पर विलायक। फ्रांकोइस राउल ने पाया कि घोल के ऊपर विलायक का संतृप्त वाष्प दाब हमेशा शुद्ध विलायक से कम होता है और निम्न अनुपात प्राप्त होता है:

p 0 शुद्ध विलायक के ऊपर विलायक का आंशिक वाष्प दाब है;

पी मैं समाधान पर विलायक वाष्प का आंशिक दबाव है;

n मैं विलेय का मोल अंश है।

इस प्रकार, समाधानों के भौतिक गुणों को निर्धारित करने वाले बुनियादी कानूनों में से एक को निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:

संतृप्त भाप के दबाव में सापेक्ष कमीविलयन पर विलायक का मान विलेय के दाढ़ अंश के बराबर होता है।

यह सबसे महत्वपूर्ण नियम है जो तापमान परिवर्तन की व्याख्या करता है। चरण संक्रमणअपेक्षाकृत शुद्ध विलायक के समाधान के लिए।

1. हिमांक परिवर्तन

क्रिस्टलीकरण की स्थिति ठोस विलायक पर वाष्प दबाव के समाधान पर विलायक के संतृप्त वाष्प दबाव की समानता है। चूँकि घोल के ऊपर विलायक का वाष्प दाब हमेशा शुद्ध विलायक से कम होता है, यह समानता हमेशा विलायक के हिमांक से कम तापमान पर प्राप्त की जाएगी। तो, समुद्र का पानी -2 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर जमने लगता है।

विलायक T 0 fr के क्रिस्टलीकरण तापमान और समाधान T fr के क्रिस्टलीकरण की शुरुआत के तापमान के बीच का अंतर क्रिस्टलीकरण तापमान में कमी है। तब हम राउल्ट के नियम से निम्नलिखित उपफल बना सकते हैं:

तनु विलयनों के क्रिस्टलीकरण तापमान को कम करना विलेय की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है और विलयन की दाढ़ सांद्रता के सीधे आनुपातिक होता है:

यहाँ: एम- समाधान की molality; प्रति- क्रायोस्कोपिक स्थिरांक, प्रत्येक विलायक के लिए स्थिर। पानी के लिए, K = 1.86 0, जिसका अर्थ है कि सभी एक-दाढ़ जलीय घोल - 1.86 0 C के तापमान पर जमने चाहिए।

चूंकि विलायक समाधान से क्रिस्टलीकृत होता है, बाद वाले की एकाग्रता बढ़ जाती है, समाधान में एक निश्चित हिमांक नहीं होता है और एक निश्चित तापमान सीमा में क्रिस्टलीकृत होता है।

1. क्वथनांक परिवर्तन

तरल उस तापमान पर उबलता है जिस पर कुल संतृप्त वाष्प दबाव बाहरी दबाव के बराबर हो जाता है। यदि विलेय अवाष्पशील है (अर्थात उसके दाब से) संतृप्त वाष्पसमाधान के ऊपर की उपेक्षा की जा सकती है), तो समाधान पर कुल संतृप्त वाष्प दबाव विलायक के आंशिक वाष्प दबाव के बराबर होता है। इस मामले में, किसी भी तापमान पर समाधान पर संतृप्त वाष्प दबाव शुद्ध विलायक से कम होगा, और इसके बाहरी दबाव की समानता उच्च तापमान पर प्राप्त की जाएगी। इस प्रकार, एक गैर-वाष्पशील पदार्थ T b के घोल का क्वथनांक हमेशा एक ही दबाव T b पर शुद्ध विलायक के क्वथनांक से अधिक होता है। इसलिए राउल्ट के नियम का दूसरा परिणाम:

अवाष्पशील पदार्थों के तनु विलयनों के क्वथनांक में वृद्धि घुले हुए पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर नहीं करती है और विलयन की दाढ़ सान्द्रता के समानुपाती होती है:

यहाँ: एम- समाधान की molality; इ- एबुलियोस्कोपिक स्थिरांक, प्रत्येक विलायक के लिए स्थिर। पानी के लिए, ई = 0.56 0, जिसका अर्थ है कि सभी एक-दाढ़ जलीय घोल को मानक दबाव पर 100.56 0 के तापमान पर उबालना शुरू कर देना चाहिए।

किसी व्यक्ति ने सीधे पानी का उपयोग करने से पहले उसे उबालना क्यों शुरू किया? 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 एक 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 उस सूक्ष्म जगत के बारे में भी नहीं पता था जहां वायरस वाले ये बैक्टीरिया रहते हैं। हालाँकि, उबलने के लिए धन्यवाद, हमारा देश हैजा या डिप्थीरिया जैसी भयानक बीमारियों की विश्व महामारियों से बच गया था।

सेल्सीयस

स्वीडन के महान मौसम विज्ञानी, भूवैज्ञानिक और खगोलशास्त्री ने मूल रूप से सामान्य परिस्थितियों में पानी के हिमांक को इंगित करने के लिए 100 डिग्री के मान का उपयोग किया था, और पानी के क्वथनांक को शून्य डिग्री के रूप में लिया गया था। और 1744 में उनकी मृत्यु के बाद कम से कम प्रसिद्ध व्यक्तिवनस्पतिशास्त्री कार्ल लिनिअस और सेल्सियस के रिसीवर मोर्टन स्ट्रेमर ने उपयोग में आसानी के लिए इस पैमाने को उल्टा कर दिया है। हालांकि, अन्य स्रोतों के अनुसार, यह अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले खुद सेल्सियस ने किया था। लेकिन किसी भी मामले में, रीडिंग और समझने योग्य स्नातक की स्थिरता ने उस समय के सबसे प्रतिष्ठित वैज्ञानिक व्यवसायों - रसायनज्ञों के बीच इसके उपयोग के व्यापक उपयोग को प्रभावित किया। और, इस तथ्य के बावजूद कि उल्टे रूप में, 100 डिग्री के पैमाने के निशान ने पानी के स्थिर उबलने के बिंदु को स्थापित किया, और इसके जमने की शुरुआत नहीं, पैमाने ने अपने 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 देख सकते 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। कोई भी व्यक्ति जिसने अपने जीवन में कम से कम एक बार समुद्र तल से 2000-3000 मीटर से अधिक की ऊंचाई प्राप्त की हो, वह जानता है कि ऊंचाई पर सांस लेना कितना कठिन है। यह इस तथ्य के कारण है कि हम जितना ऊपर जाते हैं, हवा उतनी ही पतली होती जाती है। वायुमंडलीय दबाव एक वायुमंडल से नीचे चला जाता है (एन से नीचे, यानी नीचे " सामान्य स्थितिपानी का क्वथनांक भी गिर 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 या अधिक डिग्री पर जीवित रह सकते हैं। इसलिए हम पानी को उबालने की कोशिश कर रहे हैं, यानी हम इसका तापमान 100 डिग्री सेल्सियस तक लाते हैं। हालांकि, दिलचस्प रसोई उपकरण हैं जो आपको समय को 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 के लिए एक प्रेशर कुकर प्रस्तुत किया। 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 है उच्च रक्त चापऔर पानी उच्च तापमान पर उबलता है। हालांकि, ऐसे उपकरण काफी खतरनाक होते हैं और अक्सर विस्फोट और उपयोगकर्ताओं को गंभीर रूप से जला देते हैं।

पूरी तरह से

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

हकीकत 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 यह है। यहां तक ​​कि अगर हम सबसे चिकनी, हमारी राय में, पैन और इसे एक माइक्रोस्कोप के नीचे लाते हैं, तो इसके ऐपिस में हम असमान किनारों और तेज लगातार चोटियों को मुख्य सतह के ऊपर उभरे हुए देखेंगे। हम मान लेंगे कि पैन की सतह पर समान रूप से गर्मी की आपूर्ति की जाती है, हालांकि वास्तव में यह भी पूरी तरह से सच 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। धरातल की चोटियों पर और उसके तराई क्षेत्रों में कितने अंश होते हैं? गर्मी की निर्बाध आपूर्ति के साथ, सतह की चोटियाँ तराई और तथाकथित अवसादों की तुलना में तेज़ी 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 मूल्य पर, सतह की चोटियाँ तरल के तात्कालिक उबलने और पहले बुलबुले के निर्माण के लिए आवश्यक पर्याप्त मात्रा में आपूर्ति करती हैं, आँख को दिखाई देने वाला, जो डरपोक सतह पर उठने लगते हैं। और 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। वायुमंडलीय दबाव पर, स्थिर क्वथनांक 99.9839 ° C पर स्थापित होता है।

विभिन्न तैयार करने के लिए स्वादिष्ट खाना, पानी की अक्सर आवश्यकता होती है, और अगर इसे गर्म किया जाता है, तो देर-सबेर यह उबल जाएगा। साथ ही हर शिक्षित व्यक्ति जानता है कि सौ डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पानी उबलने लगता है और आगे गर्म करने पर उसका तापमान नहीं बदलता है। पानी का यह गुण खाना पकाने में उपयोग किया जाता है। हालांकि, हर कोई नहीं जानता कि यह हमेशा ऐसा नहीं होता है। पानी उबल सकता है जब अलग तापमानयह उन स्थितियों पर निर्भर करता है जिनमें यह स्थित है। आइए यह पता लगाने की कोशिश करें कि पानी का क्वथनांक किस पर निर्भर करता है, और इसका उपयोग कैसे किया जाना चाहिए।

गर्म होने पर, पानी का तापमान क्वथनांक के करीब पहुंच जाता है, और पूरे आयतन में कई बुलबुले बनते हैं, जिसके अंदर जल वाष्प स्थित होता है। वाष्प का घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है, इसलिए आर्किमिडीज बल बुलबुले पर कार्य करता है और उन्हें सतह पर उठाता है। इस मामले में, बुलबुले की मात्रा या तो बढ़ जाती है या घट जाती है, इसलिए उबलते पानी में विशिष्ट ध्वनियाँ निकलती हैं। सतह पर पहुंचकर, जल वाष्प के साथ बुलबुले फट जाते हैं, इस कारण से उबलता पानी तीव्रता से गड़गड़ाहट करता है, जल वाष्प छोड़ता है।

क्वथनांक स्पष्ट रूप से पानी की सतह पर लगाए गए दबाव पर निर्भर करता है, जिसे तापमान पर बुलबुले में संतृप्त वाष्प के दबाव की निर्भरता से समझाया जाता है। इस मामले में, बुलबुले के अंदर भाप की मात्रा और इसके साथ उनकी मात्रा तब तक बढ़ जाती है जब तक कि संतृप्त भाप का दबाव पानी के दबाव से अधिक न हो जाए। यह दबाव पानी के हाइड्रोस्टेटिक दबाव का योग है, जो पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण के आकर्षण के कारण होता है, और बाहरी वायुमण्डलीय दबाव... इसलिए, वायुमंडलीय दबाव में वृद्धि के साथ पानी का क्वथनांक बढ़ता है और कमी के साथ घटता है। केवल 760 मिमी एचजी के सामान्य वायुमंडलीय दबाव के मामले में। (1 बजे।) पानी 100 0 सी पर उबलता है। वायुमंडलीय दबाव पर पानी के क्वथनांक की निर्भरता का ग्राफ नीचे प्रस्तुत किया गया है:

ग्राफ से देखा जा सकता है कि यदि वायुमंडलीय दबाव को बढ़ाकर 1.45 एटीएम कर दिया जाए, तो पानी पहले से ही 110 0 पर उबल जाएगा। 2.0 एटीएम के वायुदाब पर। पानी 120 0 वगैरह पर उबलने लगेगा। पानी के क्वथनांक को बढ़ाकर गर्म खाद्य पदार्थों के लिए खाना पकाने की प्रक्रिया में तेजी लाने और सुधार करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, प्रेशर कुकर का आविष्कार किया गया था - उबलते तापमान को नियंत्रित करने के लिए विशेष वाल्व से लैस एक विशेष भली भांति बंद करके सील किए गए ढक्कन के साथ पैन। जकड़न के कारण, उनमें दबाव 2-3 एटीएम तक बढ़ जाता है, जो 120-130 0 सी के पानी का क्वथनांक प्रदान करता है। हालांकि, यह याद रखना चाहिए कि प्रेशर कुकर का उपयोग खतरे से भरा है: भाप उनमें से बाहर आ रहा है बहुत दबावतथा उच्च बुखार... इसलिए, आपको यथासंभव सावधान रहने की आवश्यकता है ताकि जल न जाए।

वायुमंडलीय दबाव कम होने पर विपरीत प्रभाव देखा जाता है। इस मामले में, क्वथनांक भी कम हो जाता है, जो समुद्र तल से ऊंचाई में वृद्धि के साथ होता है:

औसतन, 300 मीटर की वृद्धि के साथ, पानी का क्वथनांक 1 0 सी कम हो जाता है और पहाड़ों में 80 0 सी तक गिर जाता है, जिससे खाना पकाने में कुछ कठिनाइयाँ हो सकती हैं।

यदि दबाव को और कम किया जाता है, उदाहरण के लिए, पानी के साथ एक बर्तन से हवा को बाहर निकालकर, तो हवा के दबाव में 0.03 एटीएम। पानी पहले ही उबल जाएगा कमरे का तापमान, और यह काफी असामान्य है, क्योंकि पानी का सामान्य क्वथनांक 100 0 C होता है।

क्वथनांक बनाम दबाव

पानी का क्वथनांक 100 ° C होता है; आप सोच सकते हैं कि यह पानी का एक अंतर्निहित गुण है, कि पानी, जहां भी और किन परिस्थितियों में है, हमेशा 100 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है।

लेकिन ऐसा नहीं है, और ऊंचे-ऊंचे गांवों के निवासी इस बात से अच्छी तरह वाकिफ हैं।

एल्ब्रस के शीर्ष के पास एक पर्यटक घर और एक वैज्ञानिक स्टेशन है। शुरुआती कभी-कभी आश्चर्य करते हैं कि "उबलते पानी में अंडे उबालना कितना मुश्किल है" या "उबलता पानी क्यों नहीं जलता"। इन मामलों में, उन्हें बताया जाता है कि एल्ब्रस के शीर्ष पर पानी पहले से ही 82 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है।

यहाँ क्या बात है? कौन सा भौतिक कारक उबलने की घटना में हस्तक्षेप करता है? ऊंचाई कितनी महत्वपूर्ण है?

यह भौतिक कारक द्रव की सतह पर कार्य करने वाला दबाव है। जो कहा गया है उसकी सच्चाई की जांच करने के लिए आपको पहाड़ की चोटी पर चढ़ने की जरूरत नहीं है।

घंटी के नीचे गर्म पानी रखकर और वहां से हवा को पम्पिंग या पंप करके, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि उबलते बिंदु बढ़ते दबाव के साथ बढ़ता है और घटते दबाव के साथ घटता है।

पानी केवल एक निश्चित दबाव - 760 मिमी एचजी पर 100 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है।

क्वथनांक बनाम दबाव वक्र अंजीर में दिखाया गया है। 98. एल्ब्रस के शीर्ष पर, दबाव 0.5 एटीएम है, और यह दबाव 82 डिग्री सेल्सियस के क्वथनांक से मेल खाता है।

लेकिन 10-15 मिमी एचजी पर उबलते पानी के साथ, आप अपने आप को में ताज़ा कर सकते हैं गरम मौसम... इस दबाव पर, क्वथनांक 10-15 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाएगा।

आप ठंडे पानी के तापमान पर "उबलता पानी" भी प्राप्त कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, दबाव को 4.6 मिमी एचजी तक कम करना होगा।

एक दिलचस्प तस्वीर देखी जा सकती है यदि आप घंटी के नीचे पानी के साथ एक खुला बर्तन रखते हैं और हवा को बाहर निकालते हैं। पम्पिंग से पानी उबल जाएगा, लेकिन उबालने के लिए गर्मी की आवश्यकता होती है। इसे लेने के लिए कहीं नहीं है, और पानी को अपनी ऊर्जा छोड़नी पड़ेगी। उबलते पानी का तापमान गिरना शुरू हो जाएगा, लेकिन जैसे-जैसे पंपिंग जारी रहती है, दबाव भी कम होता जाता है। इसलिए, उबालना बंद नहीं होगा, पानी ठंडा होता रहेगा और अंततः जम जाएगा।

ऐसा उबाल ठंडा पानीन केवल हवा बाहर पंप करते समय होता है। उदाहरण के लिए, जब एक जहाज का प्रोपेलर घूमता है, तो धातु की सतह के पास तेजी से चलती पानी की एक परत में दबाव नाटकीय रूप से कम हो जाता है और इस परत में पानी उबलता है, अर्थात। इसमें भाप से भरे कई बुलबुले दिखाई देते हैं। इस घटना को पोकेशन (लैटिन शब्द कैविटास - कैविटी से) कहा जाता है।

दबाव कम करके, हम क्वथनांक को कम करते हैं। और बढ़ा रहे हो? हमारे जैसा एक ग्राफ इस प्रश्न का उत्तर देता है। 15 एटीएम का दबाव पानी के उबलने को रोक सकता है, यह केवल 200 डिग्री सेल्सियस पर शुरू होगा, और 80 एटीएम का दबाव पानी को केवल 300 डिग्री सेल्सियस पर उबाल देगा।

तो, एक निश्चित बाहरी दबाव एक निश्चित क्वथनांक से मेल खाता है। लेकिन इस कथन को यह कहकर "उलटा" जा सकता है: पानी के प्रत्येक क्वथनांक का अपना विशिष्ट दबाव होता है। इस दबाव को वाष्प दबाव कहा जाता है।

क्वथनांक बनाम दबाव वक्र भी वाष्प दबाव बनाम तापमान वक्र है।

क्वथनांक ग्राफ (या वाष्प दाब ग्राफ पर) पर अंकित संख्याएँ दर्शाती हैं कि तापमान के साथ वाष्प दाब बहुत तेज़ी से बदलता है। 0°C (अर्थात 273 K) पर वाष्प दाब 4.6 mm Hg, 100°C (373 K) पर 760 mm यानी 165 गुना बढ़ जाता है। जब तापमान दोगुना हो जाता है (0 डिग्री सेल्सियस, यानी 273 के, 273 डिग्री सेल्सियस, यानी 546 के), वाष्प का दबाव 4.6 मिमी एचजी से लगभग 60 एटीएम तक बढ़ जाता है, यानी। लगभग 10,000 बार।

इसलिए, इसके विपरीत, दबाव के साथ क्वथनांक धीरे-धीरे बदलता है। जब दबाव आधा - 0.5 एटीएम से 1 एटीएम तक बदल जाता है, तो क्वथनांक 82 डिग्री सेल्सियस (यानी 355 के) से बढ़कर 100 डिग्री सेल्सियस (यानी 373 के) हो जाता है और जब दबाव 1 बजे से 2 बजे आधा हो जाता है - 100 डिग्री सेल्सियस (यानी 373 के) से 120 डिग्री सेल्सियस (यानी 393 के) तक।

जिस वक्र पर हम अभी विचार कर रहे हैं, वह भाप के पानी में संघनन (मोटा होना) को भी नियंत्रित करता है।

भाप को संपीड़न या ठंडा करके पानी में बदला जा सकता है।

उबालने के दौरान और संघनन के दौरान, बिंदु वक्र के साथ तब तक नहीं हिलेगा जब तक भाप का पानी या पानी से भाप में रूपांतरण पूरा नहीं हो जाता। इसे इस प्रकार भी तैयार किया जा सकता है: हमारे वक्र की स्थितियों के तहत और केवल इन शर्तों के तहत, तरल और वाष्प का सह-अस्तित्व संभव है। यदि यह ऊष्मा की आपूर्ति या निष्कासन नहीं करता है, तो एक बंद बर्तन में वाष्प और तरल की मात्रा अपरिवर्तित रहेगी। इस तरह के वाष्प और तरल को संतुलन में कहा जाता है, और इसके तरल के साथ संतुलन में वाष्प को संतृप्त कहा जाता है।

जैसा कि हम देख सकते हैं, उबलने और संघनन के वक्र का एक और अर्थ है - यह तरल और वाष्प के संतुलन का वक्र है। संतुलन वक्र चार्ट फ़ील्ड को दो भागों में विभाजित करता है। बाएँ और ऊपर (k उच्च तापमानऔर कम दबाव) भाप की एक स्थिर अवस्था का एक क्षेत्र है। दाएँ और नीचे - द्रव की स्थिर अवस्था का क्षेत्र।

वाष्प-द्रव संतुलन वक्र, अर्थात्। क्वथनांक बनाम दबाव का वक्र या, जो समान है, वाष्प दबाव बनाम तापमान, सभी तरल पदार्थों के लिए लगभग समान होता है। कुछ मामलों में, परिवर्तन कुछ तेज हो सकता है, दूसरों में, कुछ धीमा, लेकिन हमेशा बढ़ते तापमान के साथ वाष्प का दबाव तेजी से बढ़ता है।

हमने कई बार "गैस" और "भाप" शब्दों का इस्तेमाल किया है। ये दो शब्द काफी समान हैं। हम कह सकते हैं: जल गैस जल वाष्प है, ऑक्सीजन गैस ऑक्सीजन तरल का वाष्प है। फिर भी, इन दो शब्दों के प्रयोग की एक निश्चित आदत है। चूंकि हम एक निश्चित अपेक्षाकृत छोटी तापमान सीमा के आदी हैं, इसलिए हम आमतौर पर "गैस" शब्द उन पदार्थों पर लागू करते हैं जिनका सामान्य तापमान पर वाष्प का दबाव वायुमंडलीय दबाव से अधिक होता है। इसके विपरीत, हम वाष्प की बात करते हैं, जब कमरे के तापमान और वायुमंडलीय दबाव में, पदार्थ तरल के रूप में अधिक स्थिर होता है।

भौतिक विज्ञानी किताब से मजाक करना जारी रखते हैं लेखक कोनोबीव यूरीक

निरपेक्ष शून्य तापमान के क्वांटम सिद्धांत के लिए डी। बक, जी। बेथे, डब्ल्यू। रिट्जलर (कैम्ब्रिज) "टू द क्वांटम थ्योरी ऑफ एब्सोल्यूट जीरो टेम्परेचर" और नोट्स, जिनके अनुवाद नीचे दिए गए हैं: टू द क्वांटम थ्योरी ऑफ एब्सोल्यूट शून्य तापमान निचले जबड़े की गति बड़े पैमाने पर

भौतिक विज्ञानी मजाक पुस्तक से लेखक कोनोबीव यूरीक

निरपेक्ष शून्य तापमान के क्वांटम सिद्धांत पर नीचे "लिखित" नोट का अनुवाद है प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानीऔर नेचर-विसेन्सचाफ्टन में प्रकाशित हुआ। पत्रिका के संपादकों ने "बड़े नामों के लिए गिर गया" और जो लिखा गया था उसके सार में जाने के बिना, प्राप्त सामग्री को भेज दिया

चिकित्सा भौतिकी पुस्तक से लेखक वेरा पॉडकोल्ज़िना

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 सांख्यिकी का लेखक के सिद्धांत से गहरा संबंध है

लेखक की किताब से

ऊंचाई के साथ दबाव में बदलाव ऊंचाई में बदलाव के साथ दबाव कम हो जाता है। यह पहली बार 1648 में पास्कल की ओर से फ्रांसीसी पेरियर द्वारा स्पष्ट किया गया था। माउंट प्यू डे डोम, जिसके पास पेरियर रहता था, 975 मीटर ऊंचा था।

लेखक की किताब से

गलनांक पर दबाव का प्रभाव यदि आप दबाव बदलते हैं, तो गलनांक भी बदल जाएगा। जब हमने उबालने की बात की तो हम उसी पैटर्न से मिले। दबाव जितना अधिक होगा, क्वथनांक उतना ही अधिक होगा। यह आमतौर पर पिघलने के लिए भी सच है। लेकिन

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 उठते और फटते हैं, जिससे एक विशिष्ट उबाल आता है।

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

जहां एल - विशिष्ट तापक्वथनांक पर वाष्पीकरण।

क्वथनांक क्रियाविधि : 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 पर 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 इसलिए, उन पर कार्य करने वाले आर्किमिडीज बल बढ़ जाते हैं। जब उछाल बल बुलबुले के गुरुत्वाकर्षण से अधिक हो जाता है, तो यह तैरने लगता है। लेकिन जब तक तरल समान रूप से गर्म नहीं होता है, जब तक बुलबुला चढ़ता है, बुलबुले का आयतन कम हो जाता है (घटते तापमान के साथ संतृप्त वाष्प का दबाव कम हो जाता है) और, मुक्त सतह तक नहीं पहुंचने पर, बुलबुले गायब हो जाते हैं (पतन) (चित्र 2, ए) , यही कारण है कि हम उबलने के सामने 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 ऊपर तरल के हाइड्रोस्टेटिक दबाव का योग है। बुलबुला और वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है। बुलबुला तरल की मुक्त सतह पर पहुंचता है, फट जाता है, और संतृप्त वाष्प बाहर आ जाता है (चित्र 2, बी) - तरल उबलता है। बुलबुले में संतृप्त वाष्प का दबाव व्यावहारिक रूप से बाहरी दबाव के बराबर होता है।

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

चूंकि संतृप्त वाष्प का दबाव बढ़ते तापमान के साथ बढ़ता है, और उबलने के दौरान यह बाहरी दबाव के बराबर होना चाहिए, फिर बढ़ने के साथ बाहरी दबावक्वथनांक बढ़ जाता है।

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

यदि आप पहले तरल को उसमें घुली गैस से मुक्त करते हैं, तो इसे ज़्यादा गरम किया जा सकता है, यानी। उबलते बिंदु से ऊपर गर्मी। यह एक अस्थिर द्रव अवस्था है। थोड़ा सा हिलाना काफी है और तरल उबलता है, और इसका तापमान तुरंत क्वथनांक तक गिर जाता है।