Proces ključanja vode je prilično zanimljiv i u isto vrijeme vrlo težak proces. Vrenje je proces kojim tvar (u ovom slučaju voda) prelazi iz tekućeg u plinovito stanje. Da bi voda proključala, potrebna vam je odgovarajuća temperatura, inače proces neće započeti. U normalnim uslovima, tačka ključanja vode je 100 stepeni Celzijusa. Na toj temperaturi voda će se početi pretvarati u plin.

Kako voda ključa

Čim voda dostigne 100 stepeni, tečnost će se početi pretvarati u paru. Da biste lakše zamislili cijeli proces transformacije, napunite malu metalnu posudu vodom i stavite je na vatru. Evo šta će se dogoditi:

• voda u tavi će se početi zagrijavati;
• kada temperatura vode dostigne 100 stepeni, mjehurići s parom će se početi stvarati na samom dnu posude;
• Stigavši ​​na površinu, ovi mjehurići pucaju, oslobađajući paru na slobodu;
• količina vode u posudi će se postepeno smanjivati.

Tako će nakon određenog vremena voda u posudi potpuno nestati, pretvarajući se u paru. Usput, nemojte brkati ključanje i isparavanje; Isparavanje se može dogoditi na bilo kojoj temperaturi, dok ključanje samo na određenoj temperaturi. Također, proces ključanja se odvija u cijeloj tekućini, a tokom isparavanja voda se pretvara u paru, počevši od površine vode. Kako tečnost isparava, postepeno će se hladiti.

Koji drugi uslovi utiču na proces ključanja?

Zapravo, do ključanja može doći na nižim ili višim temperaturama od 100 stepeni. Pored temperature, pritisak zauzima jednako važno mjesto. Tako, na primjer, ako se počnemo penjati na planine, pritisak će se smanjiti, a samim tim i temperatura ključanja će se smanjiti. Ako se spustimo u duboko okno, pritisak će se povećati, a samim tim i tačka ključanja. Osim pritiska, važno je i da se voda stalno zagrijava, inače će temperatura pasti i proces će se zaustaviti.

Ali podjednako je važno da ga pravilno zagrejete - nedovoljno i prekuvana voda podjednako kvare ukus čaja.

Kuvana voda

Jeste li ikada trčali, ostavljajući sve što ste radili, do kotlića čim ste čuli zvuk da će voda za samo sekundu proključati? Gledaju li vas vaši prijatelji koji nisu čajevi u ovom trenutku kao da ste ludi? :)

U početku, za ljubitelje čaja, problem prokuhane vode je vrlo akutan - električni čajnici se automatski isključuju kada voda dovoljno proključa, a tome se ne pridaje posebna pažnja. Lako je i zaboraviti kotlić na vatri dok snažan mlaz pare veličine kumulusnog oblaka ne izađe iz grla.

U prokuvanoj vodi ostaje malo kiseonika, pa čaj postaje ravan i bez ukusa. Iz istog razloga, voda se ne može ponovo prokuvati - uvijek samo slatka voda.

U nastavku ćemo vam reći kako pravilno zagrijati vodu.

Napola prokuvana voda

Nije dovoljno vruća voda- druga krajnost i isti problem kao i zakuhanje.
Često ljudi namjerno biraju hladniju vodu za kuhanje kako bi izbjegli gorčinu i trpkost u okusu. Više hladnom vodom, zaista, smanjuje gorčinu i oporost. Ali kuvanjem čaja sa takvom vodom ne dobijate sve što vam ona može dati (ovo se u većoj meri odnosi na „tamne“ čajeve).

Najbolji način za kontrolu trpkosti/gorčine je da prilagodite vrijeme kuvanja i količinu kuvanja. Snižavanje temperature često smanjuje bogatstvo okusa, čineći ga tanjim i lakšim. Za zelene čajeve i slabo fermentisane oolonge sve to može biti tačno, ali ne i za tamne čajeve, a posebno šu puer. Jednostavno ne dostižete njihov puni potencijal.

Uređaji za grijanje vode

Hladnjaci

Ne postoji apsolutno ništa što bi zadovoljilo ljude koji koriste hladnjake. Problem kod hladnjaka je što voda u njima nije dovoljno vruća da bi se skuvali tamni čajevi. Ako volite crvene čajeve, puerhove i visoko fermentirane oolonge, onda bi jedino rješenje moglo biti kupovina električnog kuhala za vodu.

Kuhalo za vodu sa termometrom

Ovi čajnici vam omogućavaju da zagrijete vodu do potrebna temperatura. Imaju senzore - 70C, 80C, 90C, 95C, 100C.
Avaj, 70-80-90C je neprokuvana voda i nije pogodna za čaj.

Kako pravilno zagrijati vodu za čaj

Zapamtite, prijatelji, za svaki čaj morate prokuhati vodu. I tek onda ohladite, ako je potrebno: u prosjeku se za 5 minuta voda na sobnoj temperaturi ohladi na 80C.

Prvo, morate prokuhati ako koristite izvorsku vodu, posebno ako niste sigurni u njenu sigurnost.

Drugo, ključanje pomaže u smanjenju tvrdoće vode i smanjenju sadržaja hlora. Mnogi čajevi, eksperimentalno skuvani sa poluprokuhanom vodom, odjednom su dobili riblji ukus.

Kotlić treba skinuti sa vatre/isključiti čim se šum vode u njemu spusti, a na površini se pojave prvi veliki mjehurići zraka koji se dižu sa dna kotla - odnosno na samom, vrlo početak ključanja. Veoma je važno ne propustiti ovaj trenutak.

U starim tekstovima o čaju to se naziva "posmatranje kipuće vode".

Faze ključanja vode

Ponovo ih je opisao Lu Yu u svom “Kanonu čaja”:

1. “Rakovo oko” - na dnu se pojavljuju mali mjehurići zraka, a u vodi se pojavljuje suptilan zvuk pucketanja.

2. “Riblje oko” - mjehurići se povećavaju, buka pucketanja se povećava.

3. „Nice bisera“ - nizovi mehurića počinju da se dižu sa dna na površinu, voda pravi buku.

4. Niti postaju gusti, voda počinje da ključa - "šum vjetra u borovima." Na samom početku ove faze, kotlić se mora ukloniti s vatre.

Kipuća voda na živoj vatri.

Voda polako ključa na vatri, tako da se sve faze ključanja mogu lako pratiti. Na fotografiji nije sve dočarano, ali se može pratiti slijed. Korišteni su stakleni čajnik otporan na toplinu i plinski gorionik.

Kipuća voda u kuhalu za vodu

Malo je teže pratiti vodu u električnim kuhalima. Prvo, mnogi čajnici su neprozirni. Drugo, voda u njima brzo ključa, a automatski se gasi tek nakon što jako proključa.

Fotografirali smo glavne faze ključanja vode u kotliću:

U čemu treba prokuhati vodu?

Kao što vidite, u oba slučaja koristimo staklo. Hemijski je inertan i omogućava vam da posmatrate vodu.

Ostali materijali:

Plastika(električni čajnici) - najneprikladnija opcija. Plastika nije hemijski inertna. Osim toga, treba izbjegavati čajnike koji sprječavaju stvaranje kamenca – grijač će ostati čist i sjajan, ali će voda ostati tvrda, a kalcijum ulazi u tijelo i može uzrokovati stvaranje kamenca u bubregu.

Iron(metalni kotlovi za grijanje na vatri). Nije posebno pogodan za kipuću vodu. Metal na neki način dolazi u kontakt sa vodom, menjajući njegov ukus. Zato je bolje da se ne riješite kamenca na zidovima metalnih kotlića ili da koristite emajlirano posuđe.

Šamotna glina- najkanonija (zasnovana na starim raspravama o čaju) opcija za kipuću vodu. Ali i najrjeđi u gradskom stanu. Glina propušta kiseonik, obogaćuje vodu i dugo zadržava toplotu. I iako ne možete vidjeti faze ključanja vode kroz glinene zidove, lako možete odrediti u kojoj je fazi ključanja vode po zvukovima koje proizvodi takav kotlić.

Potrebno je znati tačku ključanja, jer kada se ona dostigne, voda se pretvara u paru, odnosno prelazi iz jednog agregatnog stanja u drugo.

Navikli smo da možemo dezinfikovati posuđe i kuvati hranu u kipućoj vodi, ali to nije uvek tako. U nekim uslovima temperatura tečnosti će biti preniska za sve ovo.

Suština procesa

Prije svega, moramo definirati pojam ključanja. Šta je to? Ovo je proces kojim se supstanca pretvara u paru. Štoviše, ovaj se proces odvija ne samo na površini, već iu cijelom volumenu tvari.

Prilikom ključanja počinju se stvarati mjehurići unutar kojih se nalazi zrak i zasićena para. Buka ključala ili tiganja ukazuje na to da su mjehurići zraka počeli plutati, a zatim pasti i pucati. Kada se posuda dobro zagrije sa svih strana, buka prestaje, što znači da je tekućina potpuno proključala.

Proces se odvija pri određenoj temperaturi i pritisku i, sa stanovišta fizike, predstavlja fazni prijelaz prvog reda.

Bilješka! Isparavanje se može dogoditi na bilo kojoj temperaturi, dok se ključanje može dogoditi na strogo definiranoj temperaturi.

U tabelama, tačka ključanja vode ili druge tečnosti je normalna atmosferski pritisak naveden kao jedan od glavnih fizičke karakteristike. Tačka ključanja (Tb) je zapravo jednaka temperaturi pare, koja je u zasićenom stanju tačno na granici između vode i vazduha. Sama voda se, tačnije, malo više zagrijava.

Na proces vrenja značajno utiču i:

• prisustvo gasnih nečistoća u vodi;
• zvučni valovi;
• jonizacija.

Postoje i drugi faktori koji uzrokuju brže ili sporije stvaranje mjehurića. Također treba napomenuti da svaka tvar ima svoj Tk. Postoji mišljenje da ako u vodu dodate sol, brže će prokuhati. To je tačno, ali vrijeme će se poprilično promijeniti. Za opipljive rezultate morat ćete dodati puno soli, što će potpuno uništiti jelo.

Razni uslovi

Pri normalnom atmosferskom pritisku (760 mm Hg, ili 101 kPa, 1 atm.), voda počinje da ključa, zagrijavajući se do 100 ℃. Svi to znaju.

Bitan! Ako se vanjski pritisak poveća, temperatura ključanja će se također povećati, a ako se smanji, postat će niža.

Jednačina za zavisnost tačke ključanja vode o pritisku je prilično složena. Ova zavisnost nije linearna. Ponekad koriste barometrijska formula za proračun, praveći neke aproksimacije i Clapeyron-Clausiusovu jednačinu.

Pogodnije je koristiti tabele iz referentnih knjiga koje sadrže podatke dobijene eksperimentalno. Koristeći ih, možete napraviti grafikon i, nakon ekstrapolacije, izračunati potrebnu vrijednost.

U planinama voda proključa prije nego se zagrije do 100 ℃. Na najvišem vrhu svijeta, Chomolungma (Everest, nadmorska visina 8848 m), tačka ključanja vode je približno 69 ℃. Ali čak i ako se spustimo malo niže, voda i dalje neće ključati na sto stepeni, sve dok ne dostignemo pritisak od 101 kPa. Na Elbrusu, koji je niži od Everesta, kotlić vode ključaće na 82 ℃ - tamo je pritisak 0,5 atm.

Stoga će u planinskim uvjetima kuhanje trajati mnogo duže, a neki proizvodi se uopće neće kuhati u vodi; Ponekad se neiskusni turisti pitaju zašto se jaja toliko dugo kuhaju, ali kipuća voda ne gori. Cijela stvar je u tome što ova kipuća voda nije dovoljno zagrijana.

U autoklavu i ekspres loncu, naprotiv, pritisak je povećan. To uzrokuje da voda ključa na višoj temperaturi. Hrana se više zagreva i brže se kuva. Zato su tako nazvali ekspres lonce. Zagrijavanje do visoke temperature Koristan je i zato što se tečnost dezinfikuje i u njoj umiru klice.

Vrenje na povišenom pritisku

Povećanje pritiska će dovesti do povećanja Tc vode. Na 15 atmosfera, ključanje će početi tek na 200 stepeni, na 80 atm. – 300 stepeni. U budućnosti će porast temperature biti veoma spor. Maksimalna vrijednost teži 374,15 ℃, što odgovara 218,4 atmosfere.

Kuvanje u vakuumu

Šta će se dogoditi ako se zrak počne sve više ispuštati, težeći vakuumu? Jasno je da će se i tačka ključanja početi smanjivati. A kada voda može da proključa?

Ako snizite pritisak na 10-15 mm Hg. Art. (50-70 puta), tada će se tačka ključanja smanjiti na 10-15 ℃. Možete se rashladiti ovom vodom.

Sa daljim smanjenjem pritiska, Tc će se smanjiti i može dostići temperaturu smrzavanja. U ovom slučaju voda jednostavno ne može postojati u tečnom stanju. Preći će iz leda direktno u gas. To će se dogoditi pri približno 4,6 mmHg. Art.

Nemoguće je postići apsolutni vakuum, ali se visoko razrijeđena atmosfera može dobiti pumpanjem zraka iz posude s vodom. Kao rezultat takvog eksperimenta, možete vidjeti tačno kada tečnost proključa.

Pritisak se smanjuje ne samo kada se vazduh ispumpava. Smanjuje se u blizini propelera koji se brzo okreće, kao što je brodski propeler. U tom slučaju ključanje također počinje blizu njegove površine. Ovaj proces je nazvan kavitacija. U mnogim slučajevima ova pojava je nepoželjna, ali ponekad je korisna. Tako se kavitacija koristi u biomedicini, industriji i pri čišćenju površina ultrazvukom.

Nazad napred

Pažnja! Pregledi slajdova služe samo u informativne svrhe i možda ne predstavljaju sve karakteristike prezentacije. Ako si zainteresovan ovo djelo, preuzmite punu verziju.

Tokom nastave

1. Faze ključanja vode.

Vrenje je prelazak tečnosti u paru, koji nastaje stvaranjem parnih mehurića ili parnih šupljina u zapremini tečnosti. Mjehurići rastu zbog isparavanja tekućine u njima, isplivaju, a zasićena para sadržana u mjehurićima prelazi u parnu fazu iznad tečnosti.

Vrenje počinje kada, kada se tečnost zagreje, pritisak zasićene pare iznad njene površine postane jednak spoljašnjem pritisku. Temperatura na kojoj tečnost pod konstantnim pritiskom ključa naziva se tačka ključanja (Boiling point). Za svaku tečnost, tačka ključanja ima svoju vrijednost i ne mijenja se u stacionarnom procesu ključanja.

Strogo govoreći, Tbp odgovara temperaturi zasićene pare (temperatura zasićenja) iznad ravne površine kipuće tekućine, budući da je sama tekućina uvijek nešto pregrijana u odnosu na Tbp. Tokom stacionarnog ključanja, temperatura ključale tečnosti se ne menja. Sa povećanjem pritiska, tačka ključanja se povećava

1.1 Klasifikacija procesa ključanja.

Vrenje se klasifikuje prema sledećim kriterijumima:

balon i film.

Ključanje u kojem se para formira u obliku mjehurića koji povremeno nukleiraju i rastu naziva se nukleatno vrenje. Kod sporog ključanja jezgri, u tekućini (tačnije, na zidovima ili dnu posude) pojavljuju se mjehurići ispunjeni parom.

Kada se toplinski tok poveća do određene kritične vrijednosti, pojedinačni mjehurići se spajaju, formirajući kontinuirani sloj pare na zidu posude, koji se povremeno razbijaju u zapreminu tekućine. Ovaj način rada naziva se filmski način rada.

Ako temperatura dna posude znatno premašuje tačku ključanja tečnosti, tada brzina formiranja mjehurića na dnu postaje toliko visoka da se spajaju, formirajući neprekidni sloj pare između dna posude i tekućine. sama. U ovom režimu ključanja filma, tok topline od grijača do tekućine naglo opada (film pare provodi toplinu slabije od konvekcije u tekućini), i kao rezultat toga, brzina ključanja se smanjuje. Režim ključanja filma može se promatrati na primjeru kapi vode na vrućoj peći.

po vrsti konvekcije na površini razmjene topline? sa slobodnom i prisilnom konvekcijom;

Kada se zagrije, voda se ponaša nepomično, a toplina se prenosi s donjih slojeva na gornje kroz toplinsku provodljivost. Kako se zagrijava, međutim, priroda prijenosa topline se mijenja, jer počinje proces koji se zove konvekcija. Kada se zagrije blizu dna, voda se širi. Prema tome, specifična težina zagrijane vode blizu dna ispada manja od težine jednake zapremine vode u površinskim slojevima. To uzrokuje da cijeli sistem vode unutar posude postane nestabilan, što se kompenzira činjenicom da topla voda počinje da pliva na površinu, a hladnija voda tone na njeno mjesto. Ovo je slobodna konvekcija. Kod prisilne konvekcije dolazi do izmjene topline miješanjem tekućine, a kretanje u vodi se stvara iza umjetne rashladne tekućine-mješalice, pumpe, ventilatora itd.

u odnosu na temperaturu zasićenja? bez podgrijavanja i ključanja sa podgrijavanjem. Prilikom ključanja uz podgrijavanje, mjehurići zraka rastu na dnu posude, odvajaju se i kolabiraju. Ako nema podgrijavanja, tada se mjehurići odvajaju, rastu i isplivaju na površinu tekućine. orijentacijom kipuće površine u prostoru? na horizontalnim nagnutim i okomitim površinama;

Neki slojevi tekućine koji se nalaze neposredno uz topliju površinu prijenosa topline zagrijavaju se više i uzdižu se kao lakši slojevi zida duž vertikalne površine. Tako se odvija kontinuirano kretanje medija duž vruće površine, čija brzina određuje intenzitet razmjene topline između površine i mase praktično stacionarnog medija.

po prirodi ključanja? razvijeno i nerazvijeno, nestabilno vrenje;

Kako se povećava gustina toplotnog toka, povećava se koeficijent isparavanja. Kuvanje se pretvara u razvijeno mjehurasto vrenje. Povećanje učestalosti razdvajanja dovodi do toga da se mehurići međusobno sustižu i spajaju. Sa povećanjem temperature grijaće površine, broj centara isparavanja naglo se povećava, a sve veći broj odvojenih mjehurića pliva u tekućini, uzrokujući njeno intenzivno miješanje. Ovo vrenje je razvijene prirode.

1.2 Podjela procesa ključanja na faze.

Prokuhavanje vode je složen proces koji se sastoji od četiri jasno prepoznatljive faze.

Prva faza počinje klizanjem malih mjehurića zraka sa dna kotla, kao i pojavom grupa mjehurića na površini vode u blizini zidova kotla.

Drugu fazu karakterizira povećanje volumena mjehurića. Zatim se postepeno povećava broj mjehurića koji se pojavljuju u vodi i izbijaju na površinu. U prvoj fazi ključanja čujemo tanak, jedva čujan solo zvuk.

Treću fazu ključanja karakteriše masivno brzo podizanje mjehurića, koji najprije uzrokuju lagano zamućenje, a zatim čak i „bijeljenje“ vode, što podsjeća na brzo tekuću izvorsku vodu. To je takozvano ključanje "bijelog ključa". Izuzetno je kratkog vijeka. Zvuk postaje poput buke malog roja pčela.

Četvrto je intenzivno mjehuriće vode, pojava velikih mjehurića koji pucaju na površini, a zatim i prskanje. Prskanje će značiti da je voda previše proključala. Zvukovi se naglo pojačavaju, ali njihova uniformnost je poremećena, čini se da nastoje da prestignu jedan drugog, rastući kaotično.

2. Sa kineske čajne ceremonije.

Na istoku postoji poseban odnos prema ispijanju čaja. U Kini i Japanu, ceremonija čaja je bila dio susreta između filozofa i umjetnika. Tokom tradicionalne orijentalne čajanke održani su mudri govori i pregledana umjetnička djela. Za svaki susret posebno je osmišljena čajna ceremonija, a birani su i buketi cvijeća. Za kuhanje čaja korišten je poseban pribor. Postojao je poseban odnos prema vodi koja se uzimala za pripremu čaja. Važno je pravilno prokuhati vodu, obraćajući pažnju na „cikluse vatre“ koji se percipiraju i reprodukuju u kipućoj vodi. Vodu ne treba dovoditi do jakog ključanja, jer to rezultira gubitkom energije vode, koja u kombinaciji sa energijom lista čaja proizvodi u nama željeno stanje čaja.

Postoje četiri faze izgled kipuće vode, koji se respektivno nazivaju "riblje oko”, "rakovo oko", "pramenovi bisera" I "proleće koje žubori". Ova četiri stupnja odgovaraju četiri karakteristike zvuka kipuće vode: tiha buka, srednja buka, buka i jaka buka, kojima se ponekad u različitim izvorima daju različita poetska imena.

Osim toga, prate se faze stvaranja pare. Na primjer, lagana izmaglica, magla, gusta magla. Magla i gusta magla ukazuju da je kipuća voda prezrela i da više nije prikladna za kuvanje čaja. Vjeruje se da je energija vatre u njoj već toliko jaka da je potisnula energiju vode, te zbog toga voda neće moći pravilno doći u kontakt sa listom čaja i dati odgovarajuću kvalitetu energije osoba koja pije čaj.

Kao rezultat pravilnog kuvanja dobijamo ukusan čaj, koji se može skuhati nekoliko puta sa vodom koja nije zagrejana na 100 stepeni, uživajući u suptilnim nijansama posleukusa svakog novog zakuvavanja.

U Rusiji su se počeli pojavljivati ​​čajni klubovi koji usađuju kulturu ispijanja čaja na Istoku. U ceremoniji čaja koja se zove Lu Yu, ili kipuće vode na otvorenoj vatri, mogu se posmatrati sve faze ključanja vode. Takvi eksperimenti s procesom kipuće vode mogu se provesti kod kuće. Predlažem nekoliko eksperimenata:

– promjene temperature na dnu posude i na površini tekućine;
promjena temperaturne ovisnosti faza kipuće vode;
- promjena volumena kipuće vode tokom vremena;
- distribucija zavisnosti temperature od udaljenosti do površine tečnosti.

3. Eksperimenti za posmatranje procesa ključanja.

3.1. Proučavanje temperaturne zavisnosti faza ključanja vode.

Mjerenja temperature vršena su u sve četiri faze ključanja tekućine. Dobijeni su sljedeći rezultati:

– prvo Faza ključanja vode (RIBLJE OKO) trajala je od 1. do 4. minute. Mjehurići na dnu pojavili su se na temperaturi od 55 stepeni (slika 1).

Fotografija1.

– sekunda Faza ključanja vode (RAKOVO OKO) trajala je od 5. do 7. minuta na temperaturi od oko 77 stepeni. Mali mjehurići na dnu povećali su se u volumenu, nalik na oči raka. (fotografija 2).

Slika 2.

– treće faza ključanja vode (BISERNE NITI) trajala je od 8. do 10. minuta. Mnogo malih mjehurića formiralo je BISERNE NITI koje su se dizale na površinu vode, a da do nje nisu stigle. Proces je započeo na temperaturi od 83 stepena (slika 3).

Slika 3.

– četvrto faza ključanja vode (BURGING SOURCE) trajala je od 10. do 12. minuta. Mjehurići su rasli, dizali se na površinu vode i pucali, stvarajući kipuću vodu. Proces se odvijao na temperaturi od 98 stepeni (slika 4). Slika 4.

Slika 4.

3.2. Proučavanje promjena volumena kipuće vode tokom vremena.

Vremenom se mijenja volumen kipuće vode. Početna zapremina vode u posudi bila je 1 litar. Nakon 32 minuta volumen je prepolovljen. Ovo je jasno vidljivo na fotografiji 5, označenoj crvenim tačkama.

Slika 5.

Slika 6.

U narednih 13 minuta ključanja vode, njen volumen se smanjio za jednu trećinu, ova linija je također označena crvenim tačkama (slika 6).

Na osnovu rezultata merenja dobijena je zavisnost promene zapremine kipuće vode tokom vremena.

Fig.1. Grafikon promjena zapremine kipuće vode tokom vremena

Zaključak: Promjena zapremine je obrnuto proporcionalna vremenu ključanja tečnosti (slika 1) sve dok ne ostane ništa od prvobitne zapremine1 / dio 25 U posljednjoj fazi, smanjenje jačine zvuka se usporilo. Režim ključanja filma ovdje igra ulogu. Ako temperatura dna posude značajno premašuje tačku ključanja tečnosti, tada brzina formiranja mjehurića na dnu postaje toliko visoka da se spajaju, formirajući neprekidni sloj pare između dna posude i tekućine. sama. U ovom načinu rada, brzina ključanja tekućine se smanjuje.

3.3. Proučavanje distribucije temperaturne ovisnosti o udaljenosti do površine tekućine.

U vreloj tečnosti se uspostavlja određena raspodela temperature (slika 2) u blizini grejne površine tečnost je primetno pregrejana. Količina pregrijavanja ovisi o nizu fizičkih i kemijskih svojstava same tekućine, kao i graničnih čvrstih površina. Temeljito pročišćene tekućine, bez otopljenih plinova (vazduh), mogu se, ako se preduzmu posebne mjere opreza, pregrijati za desetine stepeni.

Rice. 2. Grafikon zavisnosti promjene temperature vode na površini od udaljenosti do površine grijanja.

Na osnovu rezultata mjerenja možete dobiti grafikon promjene temperature vode u odnosu na udaljenost do grijaće površine.

Zaključak: kako se dubina tekućine povećava, temperatura je niža, a na malim udaljenostima od površine do 1 cm temperatura naglo opada, a zatim ostaje gotovo nepromijenjena.

3.4 Proučavanje promjena temperature na dnu posude i na površini tekućine.

Urađeno je 12 mjerenja. Voda se zagrijavala od temperature od 7 stepeni do ključanja. Mjerenja temperature vršena su svake minute. Na osnovu rezultata mjerenja dobijena su dva grafikona promjena temperature na površini vode i na dnu.

Slika 3. Tabela i grafikon na osnovu rezultata posmatranja. (Fotografija autora)

Zaključci: promjena temperature vode na dnu posude i na površini je različita. Na površini se temperatura mijenja striktno linearno i doseže tačku ključanja tri minute kasnije nego na dnu. To se objašnjava činjenicom da na površini tekućina dolazi u dodir sa zrakom i odustaje od svoje energije, pa se ne zagrijava toliko kao na dnu posude.

Zaključci na osnovu rezultata rada.

Utvrđeno je da voda, kada se zagrije do tačke ključanja, prolazi kroz tri faze, u zavisnosti od razmjene topline unutar tečnosti sa stvaranjem i rastom mjehurića pare unutar tekućine. Pri posmatranju ponašanja vode uočene su karakteristične osobine svake faze.

Promjena temperature vode na dnu posude i na površini je različita. Na površini se temperatura mijenja striktno prema linearnom zakonu i dostiže tačku ključanja tri minute kasnije nego na dnu .

Eksperimentalno je također utvrđeno da je sa povećanjem dubine tekućine temperatura niža, a na malim udaljenostima od površine do 1 cm temperatura naglo opada, a zatim ostaje gotovo nepromijenjena.

Proces ključanja odvija se uz apsorpciju topline. Kada se tečnost zagreje, većina energije odlazi na razbijanje veza između molekula vode. U tom slučaju, plin otopljen u vodi oslobađa se na dnu i zidovima posude, stvarajući mjehuriće zraka. Postigavši ​​određenu veličinu, mjehur se diže na površinu i ruši se uz karakteristični zvuk. Ako ima puno takvih mjehurića, onda voda "šišti". Mjehur zraka se diže na površinu vode i puca ako je sila uzgona veća od gravitacije. Vrenje je neprekidan proces pri ključanju, temperatura vode je 100 stepeni i ne menja se kako voda proključa.

Književnost

1. V.P. Isachenko, V.A. Osipova, A.S. Sukomel “Prenos toplote” M.: Energija 1969
2. Frenkel Ya.I. Kinetička teorija tekućina. L., 1975
3. Croxton K. A. Fizika tečnog stanja. M., 1987
4. P.M. Kurennova „Knjiga ruskog narodnog lečenja“.
5. Buzdin A., Sorokin V., Vrenje tečnosti. Magazin "Kvant", N6,1987

Kipuće- ovo je intenzivan prijelaz tekućine u paru, koji se javlja stvaranjem mjehurića pare kroz cijeli volumen tekućine na određenoj temperaturi.

Tokom ključanja temperatura tečnosti i para iznad nje se ne menja. Ostaje nepromijenjen sve dok sva tečnost ne proključa. To se događa zato što se sva energija dovedena u tečnost koristi za pretvaranje u paru.

Temperatura na kojoj tečnost ključa se naziva tačka ključanja.

Tačka ključanja zavisi od pritiska koji se vrši na slobodnu površinu tečnosti. Ovo se objašnjava zavisnošću pritiska zasićene pare o temperaturi. Mjehur pare raste sve dok pritisak zasićene pare u njemu malo ne premaši pritisak u tečnosti, što je zbir vanjskog pritiska i hidrostatskog pritiska stupca tečnosti.

Što je veći vanjski pritisak, to više temperatura ključanja.

Svi znaju da voda ključa na temperaturi od 100 ºC. Ali ne treba zaboraviti da je to tačno samo pri normalnom atmosferskom pritisku (približno 101 kPa). Kako pritisak raste, temperatura ključanja vode se povećava. Na primjer, u ekspres loncu hrana se kuha pod pritiskom od oko 200 kPa. Tačka ključanja vode dostiže 120°C. U vodi na ovoj temperaturi proces kuhanja se odvija mnogo brže nego u običnoj kipućoj vodi. Ovo objašnjava naziv “lonac pod pritiskom”.

I obrnuto, smanjenjem vanjskog pritiska, snižavamo na taj način tačku ključanja. Na primjer, u planinskim područjima (na nadmorskoj visini od 3 km, gdje je tlak 70 kPa), voda ključa na temperaturi od 90 ° C. Dakle, stanovnicima ovih krajeva koji koriste takvu ključalu vodu potrebno je znatno više vremena za pripremu hrane nego stanovnicima ravnice. Ali u ovoj kipućoj vodi općenito je nemoguće skuvati, na primjer, kokošje jaje, jer se bjelanjak ne koagulira na temperaturama ispod 100 °C.

Svaka tečnost ima svoju tačku ključanja, koja zavisi od pritiska zasićene pare. Što je veći pritisak zasićene pare, to je niža tačka ključanja odgovarajuće tečnosti, jer na nižim temperaturama pritisak zasićene pare postaje jednak atmosferskom pritisku. Na primjer, pri tački ključanja od 100 °C, pritisak zasićene pare vode je 101,325 Pa (760 mm Hg), a pritisak pare je samo 117 Pa (0,88 mm Hg). Živa ključa na 357°C pod normalnim pritiskom.

Toplota isparavanja.

Toplota isparavanja (toplota isparavanja)- količina topline koja se mora predati tvari (pri konstantnom pritisku i konstantnoj temperaturi) za potpunu transformaciju tekuće tvari u paru.

Količina topline potrebna za isparavanje (ili oslobađanje tokom kondenzacije). Za izračunavanje količine toplote Q potrebna za pretvaranje bilo koje mase tečnosti uzete na tački ključanja u paru, potrebna je specifična toplota isparavanja r um-nož do mase m:

Kada se para kondenzuje, oslobađa se ista količina toplote.