Кипение жидкости - 📙 Физика
Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Учебные материалы
для студентов и школьников

Кипение жидкости

  1. Определение кипения и этапы закипания воды
  2. Удельная теплота парового образования
  3. Режимы жидкостного кипения
Определение 1
Кипение демонстрирует процесс, непосредственно позволяющий отслеживать сильное формообразование пара, осуществляемое именно в жидкости, то есть изнутри этой структуры, а не прямо на её открытой плоскости. В тот же момент в объёме жидкости образовываются границы разделения фаз в форме возникающих на стенках ёмкости пузырьков, состоящих из насыщенного пара и воздуха.

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.
banner

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

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

Определение 2
Теплота парового образования или «теплота испарения» – это количество теплоты, которое надо подвести к веществу, чтобы оно из жидкого состояния полностью превратилось в пар. Какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость с единичной массой (1 кг) в пар (при условии постоянного давления и температуры), определяется физической величиной под названием «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.

banner

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

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.

Замечание 1
При пузырьковом кипении механизм теплового обмена отличается от устройства тепловой отдачи при конвекции однофазной жидкости. Различие заключается в существовании вспомогательного переноса теплоты и массы вещества с помощью пузырей пара из пограничного слоя конкретно в объём кипящей жидкости. При сравнении с конвекцией однофазной жидкости, естественно это вызывает самую высокую интенсивность тепловой отдачи при кипении

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.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Гарантия низких цен

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

Доработки и консультации включены в стоимость

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Вернем деньги за невыполненное задание

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Тех.поддержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Тысячи проверенных экспертов

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

1 000 +
Новых заказов каждый день
computer

Гарантия возврата денег

Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!

guarantees

Безопасная сделка

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока

guarantees_shield

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы

Отзывы студентов о нашей работе
727 922 оценки star star star star star
среднее 4.9 из 5
Самгупс
Рекомендую , очень хороший исполнитель. Не подведёт .. Обратилась к нему второй раз всё сд...
star star star star star
РГУ им.Косыгина Текстильный интитут
Данный исполнитель помог написать мне тест за 20 минут до его окончания. Рекомендую!)
star star star star star
Спбгти
Работа выполнена до окончания срока, всё выполнено качественно. Большое Вам спасибо!
star star star star star
Вы студент и хотите заказать работу, прямо сейчас без наценки и посредников?
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Всё сдал!», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно