Кипение жидкости

1. Определение кипения и этапы закипания воды
2. Удельная теплота парового образования
3. Режимы жидкостного кипения

Явление кипения является одним из фундаментальных физических эффектов. Наравне с испарением закипание демонстрирует ещё один из методов образования пара. Однако, паровое образование отличается непосредственно своим зарождением, интенсивностью процесса и, главным образом, оказывается очевидным, когда есть конкретная температура и давление.

Определение кипения и этапы закипания воды

Как видим, кипение, демонстрируя физическое явление, имеет своей отличительной особенностью факт присутствия пузырей из воздуха и пара. Основным признаком является температура бурления. Скорость парообразования зависит от постоянного давления.

Очевидно, что в качестве центрального параметра жидких химических субстанций выдвигается не исключительно температура закипания, а и естественное атмосферное давление. К тому же на процесс закипания имеют возможность оказать непосредственное влияние такие факторы как насыщенность звуковых волн и ионизация окружающего воздуха. Возникновение пара осуществляется конкретно в период протекания процесса нагрева жидкости. Процесс закипания начинается после того, как весь объём воды прогреется до 100°С (температура закипания) с учётом естественного атмосферного давления (101 кПа). Температура закипания считается одним из главных параметров химически чистых веществ. У всех жидкостей своя температура закипания, зависящей напрямую от давления насыщенного пара и примесей (например, для спирта 78°С). При кипении допускается существование четырех этапов, претерпевающих жидкостью:

• Вследствие существования в трещинах материала, из которого изготовлена ёмкость, воздуха, способного расширяться под влиянием высоких температур, одномоментно на дне и стенках сосуда начинается формирование небольших по размеру пузырьков.
• Микропузырьки начинают увеличиваться в объёме, в результате чего поднимаются на поверхность воды. Если верхним слоям жидкости не удаётся достичь соответствующей температуры закипания, пузырьки погрузятся на дно сосуда под силой тяжести, а после вновь принимаются устремляться наверх. Текущий процесс – увеличение и уменьшение пузырей внутри воды – это порождает появление звуковых волн, которые издают шум в фазе её закипания.
• Постепенно на поверхность жидкости начинает всплывать максимум пузырьков, из-за чего вода мутнеет. На следующем этапе закипания вода бледнеет. Вследствие визуального эффекта описываемая стадия закипания приобрела своё название – «белый ключ».
• Густое и энергичное бурление сопровождается образованием больших по размер пузырей, которые резко лопаются. Последняя стадия процесса закипания влечёт за собой появление брызг и интенсивным формированием пара.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Во время закипания — от начала и до конца процесса — температура жидкости (и пара над ней) не колеблется. Она сохраняется неизменной вплоть до тех пор, покамест вся жидкость не испариться из посуды. Способ кипения широко применяют в разнородных областях человеческой жизнедеятельности. К примеру, кипячение известно, как один из обыкновенных способов естественной дезинфекции питьевой воды.

Удельная теплота парового образования

Удельную теплоту парового образования и конденсации измеряют в джоулях на килограмм (Дж/кг). При расчёте указанного параметра, необходимо разделить показатель теплоты испарения на массу жидкости. Индекс удельной теплоты образования пара можно измерить в условиях лаборатории экспериментальным путём, который заключается в следующих последовательных действиях:

• Вымерить необходимое количество жидкости и перелить в колбу.
• Сделать стартовый замер температуры воды.
• На зажжённой горелке расположить колбу.
• Выделяемый исследуемым веществом пар запустить в калориметр.
• Выполнить контрольный замер температуры воды.
• Для вычисления массы сконденсированного пара калориметр взвесить.
• Результаты зафиксировать.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Режимы жидкостного кипения

Собственно, жидкостное закипание совершается в последующих режимах:

• Сверху жёсткой поверхности (теплота извне).
• В объёме жидкости.

При первом режиме образование фазы пара произойдёт в локальных частях имеющейся поверхности. А в случае объёмного закипания, появление фазы пара произойдёт неожиданно (самопроизвольно) напрямую в жидкости типа обособленных пузырей.

По сравнению с закипанием на твердой поверхности, объёмное закипание, главным образом, возможно в случае мощного перегрева жидкости. Например, такой большой перегрев допустим, если давление в системе будет моментально сброшено. Объемное закипание употребляемо с условиями нахождения в жидкости внутренних источников тепла. Такое закипание реализуется в аппаратах объёмного вскипания, весьма эффективных в ситуации обезвреживания и утилизации агрессивных жидкостей. А процессы закипания на твердых поверхностях нагрева зачастую можно встретить в современной энергетике: стенки каналов, поверхности труб и прочее.

Основные формы поверхностного закипания – пузырьковое и плёночное. Для того, чтобы случился процесс закипания, должны сложиться два условия: наличие факта перегрева жидкости по отношению к температуре насыщения и наличие очагов парового образования. Именно у обогреваемой поверхности теплового обмена, на которой уже присутствуют центры парового образования (неровности стенок, пузыри воздуха, соринки и прочее) перегрев жидкости будет самым большим. По этой же причине образование пузырей пара осуществляется именно на поверхности теплового обмена. Пузырьковый вид можно наблюдать вовремя закипания криогенных жидкостей в вольном объёме.

В пленочном кипении пузырьки не увеличиваются перед всплытием на поверхность воды. Они сливаются, создавая паровую пленку. В процессе пленочного закипания интенсивной жидкости осуществляется трата теплового потока и на испарение, и на перегрев пара. Когда же происходит пленочное закипание не очень нагретой жидкости, то будет отмечаться предоставление элемента теплоты в объём имеющейся жидкости за счет конвекции. В процессе пленочного закипания интенсивность тепловой отдачи в действительности значительно ниже, если сопоставлять её с пузырьковым закипанием. Пленочное закипание возможно наблюдать в целом ряде важных для текущего момента технологических процессах:

• В металлургии – на стадии закалки металлов при погружении деталей в жидкую среду (вода или масло).
• В медицине – во время заморозки биоматериалов, и проведении операций с помощью криоскальпелей.
• Во время аварий на атомных электростанциях – для остужения активной зоны реактора в короткий срок, в реактор вливают холодную воду из особого рода гидроёмкостей.
• В косметологии – во время производства эфирных масел и ароматических вод, для получения качественных продуктов без потери полезных веществ.
• В пищевой промышленности — при использовании перегонного оборудования для производства виски и коньяка.
• В ракетно-космической и авиационной промышленности – для охлаждения двигателей ракет.