A que temperatura a água ferve? Dependência da temperatura de ebulição da pressão. Como o ponto de ebulição da água muda dependendo da pressão O ponto de ebulição de um líquido quando a pressão externa muda

A ebulição é uma transição intensa de líquido em vapor, que ocorre com a formação de bolhas de vapor em todo o volume do líquido a uma determinada temperatura.

A evaporação, ao contrário da ebulição, é um processo muito lento e ocorre em qualquer temperatura, independentemente da pressão.

Quando os corpos líquidos são aquecidos, sua energia interna aumenta, enquanto a velocidade de movimento das moléculas aumenta e sua energia cinética aumenta. A energia cinética de algumas moléculas aumenta tanto que se torna suficiente para superar a interação entre as moléculas e sair do líquido.

Observamos esse fenômeno experimentalmente. Para isso, aquecemos água em um frasco de vidro aberto, medindo sua temperatura. Colocamos 100 ml de água em um frasco de vidro, que depois prendemos a um suporte e colocamos sobre a lamparina a álcool. A temperatura inicial da água foi de 28 ºC.

Tempo Temperatura Processo em frasco

2 minutos 50° Muitas pequenas bolhas apareceram nas paredes do frasco

2 minutos. 45 seg 62° As bolhas começaram a ficar maiores. Havia um barulho

4 minutos 84° As bolhas ficam maiores e sobem à superfície.

6 min 05 seg 100° O volume das bolhas aumentou acentuadamente, elas estão estourando ativamente na superfície. A água está fervendo.

Tabela nº 1

Com base nos resultados de nossas observações, podemos identificar os estágios da ebulição.

Estágios de ebulição:

A evaporação da superfície de um líquido aumenta à medida que a temperatura aumenta. Às vezes pode haver neblina (o vapor em si não é visível).

Bolhas de ar aparecem no fundo e nas paredes do recipiente.

Primeiro aquece-se o recipiente e depois o líquido no fundo e nas paredes. Como sempre há ar dissolvido na água, quando aquecida, as bolhas de ar se expandem e ficam visíveis.

As bolhas de ar começam a aumentar e aparecer em todo o volume, e as bolhas conterão não só ar, mas também vapor d'água, pois a água começará a evaporar dentro dessas bolhas de ar. Um ruído característico aparece.

Quando o suficiente grande volume bolha, sob a influência da força arquimediana, começa a subir. Como o líquido é aquecido por convecção, a temperatura das camadas inferiores é superior à temperatura camadas superioreságua. Portanto, numa bolha ascendente, o vapor de água irá condensar e o volume da bolha diminuirá. Conseqüentemente, a pressão dentro da bolha será menor que a pressão da atmosfera e da coluna de líquido exercida sobre a bolha. A bolha entrará em colapso. Há um barulho.

A uma determinada temperatura, ou seja, quando todo o líquido é aquecido por convecção, ao se aproximar da superfície, o volume das bolhas aumenta acentuadamente, pois a pressão dentro da bolha torna-se igual à pressão externa (da atmosfera e a coluna líquida). As bolhas estouram na superfície e muito vapor se forma acima do líquido. A água está fervendo.

Sinais de fervura

Muitas bolhas estourando. Muito vapor na superfície.

Condição de ebulição:

A pressão dentro da bolha é igual à pressão da atmosfera mais a pressão da coluna de líquido acima da bolha.

Para fazer ferver a água, não basta apenas aquecê-la até aos 100º C; é preciso também fornecer-lhe um fornecimento significativo de calor para transformar a água num outro estado de agregação, nomeadamente o vapor.

Confirmamos a afirmação acima por experiência.

Pegamos um frasco de vidro, prendemos em um suporte e colocamos em uma panela no fogo com água limpa para que a garrafa não toque no fundo da panela. Quando a água da panela ferveu, a água do frasco não ferveu. A temperatura da água no frasco chegou a quase 100º C, mas não ferveu. Este resultado poderia ter sido previsto.

Conclusão: para ferver a água não basta aquecê-la até 100º C, é preciso fornecer-lhe um fornecimento significativo de calor.

Mas qual é a diferença entre a água num frasco e a água numa panela? Afinal, a bolha contém a mesma água, apenas separada do resto da massa por uma divisória de vidro, por que não acontece com ela a mesma coisa que com o resto da água?

Porque a divisória impede que a água da bolha participe daquelas correntes que misturam toda a água da panela. Cada partícula de água na panela pode tocar diretamente o fundo aquecido, mas a água no frasco só entra em contato com água fervente.

Assim, observamos que é impossível ferver água com água fervente pura.

Após terminar o experimento 2, colocamos um punhado de sal na água fervendo em uma panela. A água parou de ferver por um tempo, mas voltou a ferver em temperaturas acima de 100 ºС. Logo a água do frasco de vidro começou a ferver.

Conclusão: Isso aconteceu porque a água no frasco recebeu calor suficiente para ferver.

Com base no exposto, podemos determinar claramente a diferença entre evaporação e ebulição:

A evaporação é um processo calmo e superficial que ocorre em qualquer temperatura.

A ebulição é um processo violento e volumétrico, acompanhado pela abertura de bolhas.

3. Ponto de ebulição

A temperatura na qual um líquido ferve é chamada de ponto de ebulição.

Para que a evaporação ocorra em todo o volume do líquido, e não apenas na superfície, ou seja, para que o líquido ferva, é necessário que suas moléculas tenham a energia adequada, e para isso devem ter a velocidade adequada , o que significa que o líquido deve ser aquecido a uma determinada temperatura.

Deve-se lembrar que diferentes substâncias têm diferentes pontos de ebulição. Os pontos de ebulição das substâncias foram determinados experimentalmente e listados na tabela.

Nome da substância Ponto de ebulição °C

Hidrogênio -253

Oxigênio -183

Leite 100

Chumbo 1740

Ferro 2750

Tabela nº 2

Algumas substâncias que são gases em condições normais, quando suficientemente resfriadas, transformam-se em líquidos que fervem em temperaturas muito baixas. O oxigênio líquido, por exemplo, com pressão atmosférica ferve a uma temperatura de -183 ºС. Substâncias que, em condições normais, observamos no estado sólido, transformam-se em líquidos quando derretidas, fervendo a temperaturas muito elevadas. Temperatura alta.

Ao contrário da evaporação, que ocorre a qualquer temperatura, a ebulição ocorre a uma temperatura específica e constante para cada líquido. Portanto, por exemplo, ao cozinhar alimentos, é necessário reduzir o fogo após a fervura da água, isso economizará combustível e a temperatura da água permanecerá constante durante toda a fervura.

Realizamos um experimento para testar o ponto de ebulição da água, do leite e do álcool.

Durante o experimento, aquecemos alternadamente água, leite e álcool até ferver em um frasco de vidro sobre uma lamparina a álcool. Ao mesmo tempo, medimos a temperatura do líquido durante a fervura.

Conclusão: A água e o leite fervem a uma temperatura de 100ºC, e o álcool - a 78ºC.

Gráfico do tempo de fervura de 100ºC de água fervente e leite tºC

Tempo de fervura de 78ºC gráfico de fervura do álcool

A ebulição está intimamente ligada à condutividade térmica, devido à qual o calor é transferido da superfície de aquecimento para o líquido. Em um líquido em ebulição, uma certa distribuição de temperatura é estabelecida. A condutividade térmica da água é muito baixa, o que confirmamos com a seguinte experiência:

Pegamos um tubo de ensaio, enchemos de água, mergulhamos nele um pedaço de gelo e, para evitar que subisse, pressionamos com uma porca de metal. Ao mesmo tempo, a água tinha Acesso livre para o gelo. Em seguida, inclinamos o tubo de ensaio sobre a chama da lâmpada de álcool, de modo que a chama tocasse apenas a parte superior do tubo de ensaio. Após 2 minutos, a água começou a ferver na parte superior, mas o gelo permaneceu no fundo do tubo de ensaio.

O mistério é que no fundo do tubo de ensaio a água não ferve, mas permanece fria, ferve apenas na parte superior; Expandindo-se com o calor, a água fica mais leve e não desce, mas permanece no topo do tubo de ensaio. Correntes água morna e a mistura das camadas ocorrerá apenas na parte superior do tubo de ensaio e não envolverá mais as inferiores camadas densas. O calor só pode ser transferido para baixo por condução, mas a condutividade térmica da água é extremamente baixa.

Com base no que foi afirmado nos parágrafos anteriores do trabalho, destacamos as características do processo de fervura.

Recursos de ebulição

1) Ao ferver, a energia é consumida, não liberada.

2) A temperatura permanece constante durante todo o processo de ebulição.

3) Cada substância tem seu próprio ponto de ebulição.

4. De que depende o ponto de ebulição?

À pressão atmosférica normal, o ponto de ebulição é constante, mas à medida que a pressão no líquido muda, ela também muda. Quanto maior for a pressão exercida sobre o líquido, maior será o ponto de ebulição e vice-versa.

Conduzimos vários experimentos para verificar a exatidão desta afirmação.

Pegamos um frasco com água e colocamos no lampião a álcool para esquentar. Preparamos previamente uma rolha com um bulbo de borracha inserido nela. Quando a água do frasco ferveu, fechamos o frasco com uma rolha com bulbo. Então pressionamos o bulbo e a fervura em direção ao frasco parou. Quando pressionamos o bulbo, aumentamos a pressão no frasco e a condição de ebulição foi violada.

Conclusão: À medida que a pressão aumenta, o ponto de ebulição aumenta.

Pegamos uma wok, enchemos com água e fervemos a água. Em seguida, fecharam o frasco com uma rolha bem fechada e viraram-no, fixando-o no suporte. Esperamos até que a água do frasco parasse de ferver e despejamos água fervente sobre o frasco. Não houve alterações no frasco. Em seguida, colocamos neve no fundo do frasco e a água do frasco ferveu imediatamente.

Isso aconteceu porque a neve esfriou as paredes da garrafa, fazendo com que o vapor em seu interior se condensasse em gotículas de água. E como o ar foi expelido da garrafa de vidro durante a fervura, agora a água nela contida está sujeita a muito menos pressão. Mas sabe-se que quando a pressão sobre um líquido diminui, ele ferve a uma temperatura mais baixa. Conseqüentemente, embora haja água fervente em nosso frasco, a água fervente não está quente.

Conclusão: À medida que a pressão diminui, o ponto de ebulição diminui.

Como você sabe, a pressão do ar diminui com o aumento da altitude acima do nível do mar. Consequentemente, o ponto de ebulição de um líquido também diminui com o aumento da altitude e, consequentemente, aumenta com a diminuição da altitude.

Assim, os cientistas americanos descobriram no fundo oceano Pacífico, 400 km a oeste de Puuget Sound, uma fonte super quente com temperatura de água de 400º C. Obrigado alta pressão como as águas de uma fonte localizada em grandes profundidades, a água nela contida não ferve mesmo nessa temperatura.

E nas áreas montanhosas, a uma altitude de 3.000 m, onde a pressão atmosférica é de 70 kPa, a água ferve a 90 º C. Portanto, os moradores dessas áreas que utilizam essa água fervente precisam de muito mais tempo para cozinhar os alimentos do que os moradores das planícies. . Mas geralmente é impossível ferver um ovo de galinha nesta água fervente, pois a clara não coagula em temperaturas abaixo de 100 ºC.

No romance de Júlio Verne, Os Filhos do Capitão Grant, viajantes em uma passagem nos Andes descobriram que um termômetro mergulhado em água fervente marcava apenas 87º C.

Este facto confirma que com o aumento da altitude acima do nível do mar, o ponto de ebulição diminui, à medida que a pressão atmosférica diminui.

5. Valor de ebulição

A fervura é enorme significado prático tanto na vida cotidiana quanto nos processos de produção.

Todos sabem que sem ferver não conseguiríamos preparar a maior parte dos pratos da nossa alimentação. Acima, no trabalho, examinamos a dependência do ponto de ebulição com a pressão. Graças ao conhecimento adquirido nesta área, as donas de casa agora podem usar panelas de pressão. Numa panela de pressão, os alimentos são cozidos sob pressão de cerca de 200 kPa. O ponto de ebulição da água chega a 120 º C. Na água nesta temperatura, o processo de “ebulição” ocorre muito mais rápido do que na água fervente comum. Isso explica o nome “panela de pressão”.

Uma diminuição no ponto de ebulição de um líquido também pode ter valor útil. Por exemplo, à pressão atmosférica normal, o freon líquido ferve a uma temperatura de cerca de 30ºC. Ao diminuir a pressão, o ponto de ebulição do freon pode ser reduzido abaixo de 0ºС. Isso é usado no evaporador da geladeira. Graças ao funcionamento do compressor, nele é criada uma pressão reduzida, e o freon começa a se transformar em vapor, retirando o calor das paredes da câmara. Devido a isso, a temperatura dentro do refrigerador diminui.

O processo de fervura é a base para a operação de dispositivos clinicamente necessários, como uma autoclave (um dispositivo para esterilizar instrumentos) e um destilador (um dispositivo para produzir água destilada).

A diferença nos pontos de ebulição de diferentes substâncias é amplamente utilizada em tecnologia, por exemplo, no processo de destilação de óleo. Quando o óleo é aquecido a 360ºC, a parte dele (óleo combustível) que tem ponto de ebulição maior permanece nele, e as partes que têm ponto de ebulição abaixo de 360ºC evaporam. A gasolina e alguns outros tipos de combustível são obtidos a partir do vapor resultante.

Listamos apenas alguns exemplos dos benefícios da fervura, dos quais já podemos tirar conclusões sobre a necessidade e a importância desse processo em nossas vidas.

6. Conclusão

No decorrer do estudo do tema fervura no trabalho acima, cumprimos os objetivos traçados no início do trabalho: estudamos questões sobre o conceito de fervura, identificamos as etapas da fervura, com explicação dos motivos dos processos ocorrendo, identificou os sinais, condições e características da fervura.

Dependência da temperatura de ebulição da pressão

O ponto de ebulição da água é 100°C; pode-se pensar que esta é uma propriedade inerente à água, que a água, não importa onde e sob quais condições esteja, sempre ferverá a 100°C.

Mas não é assim, e os moradores das aldeias de alta montanha estão bem cientes disso.

Perto do topo do Elbrus existe uma casa para turistas e uma estação científica. Os iniciantes às vezes ficam surpresos com “quão difícil é ferver um ovo em água fervente” ou “por que a água fervente não queima”. Nestes casos, são informados de que a água ferve no topo do Elbrus já a 82 °C.

Qual é o problema? Qual fator físico interfere no fenômeno da ebulição? Qual é o significado da altitude acima do nível do mar?

Este fator físico é a pressão que atua na superfície do líquido. Você não precisa subir ao topo de uma montanha para verificar a veracidade do que foi dito.

Ao colocar água aquecida sob um sino e bombear ou bombear o ar de lá, você pode garantir que o ponto de ebulição aumente à medida que a pressão aumenta e caia à medida que diminui.

A água ferve a 100°C apenas a uma certa pressão - 760 mm Hg.

A curva ponto de ebulição versus pressão é mostrada na Fig. 98. No topo de Elbrus a pressão é de 0,5 atm, e esta pressão corresponde a um ponto de ebulição de 82 °C.

Mas com água fervendo a 10–15 mm Hg, você pode se refrescar clima quente. A esta pressão, o ponto de ebulição cairá para 10–15 °C.

Você pode até obter “água fervente”, que tem a temperatura de água gelada. Para fazer isso, você terá que reduzir a pressão para 4,6 mm Hg.

Uma imagem interessante pode ser observada se você colocar um recipiente aberto com água sob o sino e bombear o ar. Bombear fará com que a água ferva, mas a fervura requer calor. Não há de onde tirá-la e a água terá que abrir mão de sua energia. A temperatura da água fervente começará a cair, mas à medida que o bombeamento continua, a pressão também cairá. Portanto, a fervura não irá parar, a água continuará a esfriar e eventualmente congelará.

Que fervura água fria ocorre não apenas ao bombear ar. Por exemplo, quando a hélice de um navio gira, a pressão em uma camada de água que se move rapidamente perto de uma superfície metálica cai muito e a água nesta camada ferve, ou seja, Numerosas bolhas cheias de vapor aparecem nele. Esse fenômeno é chamado de cavitação (da palavra latina cavitas - cavidade).

Ao reduzir a pressão, baixamos o ponto de ebulição. E aumentando isso? Um gráfico como o nosso responde a esta pergunta. Uma pressão de 15 atm pode atrasar a ebulição da água, ela começará apenas a 200 °C, e uma pressão de 80 atm fará com que a água ferva apenas a 300 °C.

Assim, uma certa pressão externa corresponde a um certo ponto de ebulição. Mas esta afirmação pode ser “invertida” dizendo o seguinte: cada ponto de ebulição da água corresponde à sua própria pressão específica. Essa pressão é chamada de pressão de vapor.

A curva que representa o ponto de ebulição em função da pressão também é uma curva da pressão de vapor em função da temperatura.

Os números plotados em um gráfico de ponto de ebulição (ou em um gráfico de pressão de vapor) mostram que a pressão de vapor muda muito acentuadamente com a temperatura. A 0 °C (ou seja, 273 K) a pressão de vapor é de 4,6 mm Hg, a 100 °C (373 K) é de 760 mm, ou seja, aumenta 165 vezes. Quando a temperatura dobra (de 0 °C, ou seja, 273 K, para 273 °C, ou seja, 546 K), a pressão de vapor aumenta de 4,6 mm Hg para quase 60 atm, ou seja, aproximadamente 10.000 vezes.

Portanto, pelo contrário, o ponto de ebulição muda lentamente com a pressão. Quando a pressão muda pela metade - de 0,5 atm para 1 atm, o ponto de ebulição aumenta de 82 °C (ou seja, 355 K) para 100 °C (ou seja, 373 K) e quando duplicado de 1 atm para 2 atm - de 100 °C (ou seja, 373 K) a 120 °C (ou seja, 393 K).

A mesma curva que estamos considerando agora também controla a condensação (condensação) do vapor em água.

O vapor pode ser convertido em água por compressão ou resfriamento.

Tanto durante a fervura quanto durante a condensação, o ponto não se moverá da curva até que a conversão do vapor em água ou da água em vapor esteja completa. Isto também pode ser formulado desta forma: nas condições da nossa curva e somente nessas condições, a coexistência de líquido e vapor é possível. Se o calor não for adicionado ou removido, as quantidades de vapor e líquido em um recipiente fechado permanecerão inalteradas. Diz-se que tal vapor e líquido estão em equilíbrio, e o vapor que está em equilíbrio com seu líquido é chamado de saturado.

A curva de ebulição e condensação, como vemos, tem outro significado - é a curva de equilíbrio de líquido e vapor. A curva de equilíbrio divide o campo do diagrama em duas partes. Esquerda e para cima (para temperaturas altas e pressões mais baixas) existe uma região de estado estável de vapor. À direita e abaixo está a região de estado estável do líquido.

A curva de equilíbrio vapor-líquido, ou seja, a curva de ponto de ebulição versus pressão ou, o que dá no mesmo, pressão de vapor versus temperatura, é aproximadamente a mesma para todos os líquidos. Em alguns casos a mudança pode ser um pouco mais abrupta, em outros um pouco mais lenta, mas a pressão de vapor sempre aumenta rapidamente com o aumento da temperatura.

Já usamos muitas vezes as palavras “gás” e “vapor”. Essas duas palavras são bastante iguais. Podemos dizer: o gás água é vapor d'água, o gás oxigênio é vapor líquido de oxigênio. No entanto, desenvolveu-se um certo hábito ao usar essas duas palavras. Como estamos acostumados a uma certa faixa de temperatura relativamente pequena, geralmente aplicamos a palavra “gás” às substâncias cuja elasticidade de vapor em temperaturas normais é superior à pressão atmosférica. Pelo contrário, falamos de vapor quando, à temperatura ambiente e à pressão atmosférica, a substância é mais estável na forma líquida.

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Mudança na pressão com a altitude À medida que a altitude muda, a pressão cai. Isso foi descoberto pela primeira vez pelo francês Perrier em nome de Pascal em 1648. O Monte Puig de Dome, perto do qual Perrier morava, tinha 975 m de altura. As medições mostraram que o mercúrio no tubo Torricelli cai ao subir.

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Efeito da pressão no ponto de fusão Se você alterar a pressão, a temperatura de fusão também mudará. Encontramos o mesmo padrão quando falamos sobre fervura. Quanto maior a pressão, maior o ponto de ebulição. Isso geralmente também se aplica ao derretimento. No entanto

Todo mundo sabe que o ponto de ebulição da água à pressão atmosférica normal (cerca de 760 mm Hg) é 100 °C. Mas nem todo mundo sabe que a água pode ferver temperaturas diferentes. O ponto de ebulição depende de vários fatores. Se certas condições forem atendidas, a água pode ferver a +70 °C, e a +130 °C, e até a 300 °C! Vejamos as razões com mais detalhes.

O que determina o ponto de ebulição da água?

A fervura da água em um recipiente ocorre de acordo com um determinado mecanismo. À medida que o líquido aquece, bolhas de ar aparecem nas paredes do recipiente onde é derramado. Há vapor dentro de cada bolha. A temperatura do vapor nas bolhas é inicialmente muito superior à da água aquecida. Mas sua pressão nesse período é maior do que dentro das bolhas. Até que a água aqueça, o vapor nas bolhas é comprimido. Então sob a influência pressão externa as bolhas estouram. O processo continua até que as temperaturas do líquido e do vapor nas bolhas sejam iguais. É agora que as bolas de vapor podem subir à superfície. A água começa a ferver. Em seguida, o processo de aquecimento é interrompido, à medida que o excesso de calor é removido para a atmosfera pelo vapor. Este é o equilíbrio termodinâmico. Vamos lembrar a física: a pressão da água consiste no peso do próprio líquido e na pressão do ar acima do recipiente com água. Assim, alterando um dos dois parâmetros (pressão do líquido no recipiente e pressão atmosférica), você pode alterar o ponto de ebulição.

Qual é o ponto de ebulição da água nas montanhas?

Nas montanhas, o ponto de ebulição de um líquido cai gradualmente. Isso se deve ao fato de que a pressão atmosférica diminui gradativamente ao subir uma montanha. Para que a água ferva, a pressão nas bolhas que aparecem durante o processo aquecimento de água, deve ser igual ao atmosférico. Portanto, a cada 300 m de aumento de altitude nas montanhas, o ponto de ebulição da água diminui aproximadamente um grau. Este tipo de água fervente não é tão quente quanto o líquido fervente em terreno plano. Em grandes altitudes é difícil, e às vezes impossível, preparar chá. A dependência da água fervente com a pressão é assim:

Altura acima do nível do mar
Ponto de ebulição

E em outras condições?

Qual é o ponto de ebulição da água em vácuo? Vácuoé um ambiente rarefeito em que a pressão é significativamente inferior à pressão atmosférica. O ponto de ebulição da água em ambiente rarefeito também depende da pressão residual. A uma pressão de vácuo de 0,001 atm. o líquido ferverá a 6,7 °C. Normalmente, a pressão residual é de cerca de 0,004 atm, portanto, nesta pressão, a água ferve a 30 °C. Com o aumento da pressão em um ambiente rarefeito, o ponto de ebulição do líquido aumentará.

Por que em um recipiente lacrado? a água está fervendo com mais Temperatura alta?

Num recipiente hermeticamente fechado, o ponto de ebulição do líquido está relacionado com a pressão dentro do recipiente. Durante o processo de aquecimento, é liberado vapor, que se deposita como condensação na tampa e nas paredes do recipiente. Assim, a pressão dentro do vaso aumenta. Por exemplo, em uma panela de pressão a pressão atinge 1,04 atm, então o líquido nela ferve a 120 °C. Normalmente, nesses recipientes, a pressão pode ser regulada por meio de válvulas embutidas e, portanto, a temperatura também.

1.1 Fervura - fenômeno físico

Fervendo - transição intensiva de líquido em vapor, devido à formação e crescimento de bolhas de vapor em todo o volume do líquido a uma determinada temperatura. A ebulição só pode ocorrer a uma determinada temperatura e pressão.

Um líquido sempre contém um gás dissolvido, cujo grau de dissolução diminui com o aumento da temperatura. Quando um líquido é aquecido por baixo, o gás começa a ser liberado na forma de bolhas nas paredes do recipiente. Estes são centros de vaporização. O líquido evapora nessas bolhas. Portanto, além do ar, contêm vapor saturado, cuja pressão aumenta rapidamente com o aumento da temperatura, e as bolhas aumentam de volume e, conseqüentemente, as forças de Arquimedes que atuam sobre elas aumentam. Quando a força de empuxo se torna maior que a gravidade da bolha, ela começa a flutuar. Mas até que o líquido seja aquecido uniformemente, à medida que sobe, o volume da bolha diminui quando entra em camadas menos aquecidas (pressão vapor saturado diminui com a diminuição da temperatura), o vapor nele contido condensa, o calor liberado durante a condensação acelera o aquecimento do líquido em todo o volume. E, antes de atingir a superfície livre, as bolhas desaparecem (colapsam), por isso ouvimos um ruído característico antes da fervura. Quando a temperatura do líquido se equaliza, o volume da bolha aumentará à medida que sobe, pois a pressão do vapor saturado não muda, e a pressão externa na bolha, que é a soma da pressão do líquido acima da bolha e pressão atmosférica, diminui. A bolha atinge a superfície livre do líquido, estoura e o vapor saturado escapa - o líquido ferve. A pressão dentro de uma bolha com vapor é a soma da pressão de vapor saturado, hidrostática e pressão de Laplace (capilar). Se este último puder ser desprezado, então a condição para ebulição será a igualdade entre a pressão de vapor saturado e a pressão atmosférica.

Assim, para que um líquido ferva, as seguintes condições devem ser atendidas:

Disponibilidade de centros de geração de vapor
Fornecimento constante de calor. (Q=Lm)
Igualdade da soma da pressão atmosférica e hidrostática à pressão total do vapor saturado.

1.2 Fatores que afetam o ponto de ebulição de um líquido

Ebulição de uma substância e pressão atmosférica

O ponto de ebulição da água é 100°C; pode-se pensar que esta é uma propriedade inerente da água, que a água, não importa onde e sob que condições esteja, sempre ferverá a 100°C.

Mas não é assim, e os moradores das aldeias de alta montanha estão bem cientes disso.

Perto do topo do Elbrus existe uma casa para turistas e uma estação científica. Os iniciantes às vezes ficam surpresos com “quão difícil é ferver um ovo em água fervente” ou “por que a água fervente não queima”. Nessas condições, eles são informados de que a água ferve no topo do Elbrus já a 82°C.

Fator físico, influenciando o ponto de ebulição está a pressão que atua na superfície do líquido.

Ao colocar água aquecida sob um sino e bombear ou bombear o ar de lá, você pode garantir que o ponto de ebulição aumente à medida que a pressão aumenta e caia à medida que diminui.

À medida que a pressão atmosférica aumenta, o ponto de ebulição aumenta, em média, 1°C para uma mudança de pressão de 26 mm. Rt. Arte.

Ebulição de uma substância com impurezas

Via de regra, o ponto de ebulição à pressão atmosférica normal é apresentado como uma das principais características das substâncias quimicamente puras. E se adicionarmos açúcar ou sal ao líquido?

Um líquido ferve à temperatura na qual a pressão total do vapor saturado se torna igual à pressão externa. Se você dissolver uma substância não volátil, ou seja, a pressão do seu vapor saturado acima da solução pode ser desprezada, então a pressão nas bolhas é a soma da pressão do vapor saturado de cada componente da mistura líquida. P 1 + P 2 = P atm A proporção de cada pressão parcial depende da temperatura e da quantidade da substância. No caso de dissolução de uma substância não volátil, há menos moléculas de solvente (líquido puro) na superfície que podem evaporar - parte do espaço é ocupada por moléculas de impureza (substância dissolvida). Então a pressão do vapor saturado acima da solução em qualquer temperatura será menor do que acima do solvente puro, e a igualdade à sua pressão externa será alcançada em uma temperatura mais alta. Assim, o ponto de ebulição de uma solução de uma substância não volátil é sempre superior ao ponto de ebulição de um líquido puro à mesma pressão. Impurezas não voláteis aumentam o ponto de ebulição.

Assim, o ponto de ebulição depende da presença de impurezas, geralmente aumentando com o aumento da concentração de impurezas.

Ebulição de várias substâncias

Cada líquido tem seu próprio ponto de ebulição. Depende das forças de atração entre as moléculas (para gases são menores do que para líquidos e sólidos, e os líquidos têm menos que os sólidos). Quanto mais rápido o vapor saturar uma substância (pressão de vapor da substância = pressão ambiente), mais rápido ela ferverá. Assim, por exemplo: t fervura de álcool etílico = 78,3 o C; t kip de ferro = 3200 o C; t fervuras de nitrogênio = -195,3 o C.

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