끓는 것은 물질이 액체에서 기체 상태로 전환되는 과정입니다(액체의 기화). 끓는 것은 증발이 아니다: 일어날 수 있는 일이 다르다 특정 압력과 온도에서만.

끓는점 - 끓는점까지 물을 가열합니다.

물이 끓는 과정은 다음과 같은 복잡한 과정을 거쳐야 합니다. 네 단계. 열린 유리 용기에서 끓는 물의 예를 고려하십시오.

첫 번째 단계에서용기 바닥에 끓는 물이 있으면 작은 기포가 나타나고 측면의 물 표면에서도 볼 수 있습니다.

이 기포는 용기의 작은 균열에서 발견되는 작은 기포의 팽창으로 인해 형성됩니다.

두 번째 단계에서기포의 부피가 증가하는 것이 관찰됩니다. 점점 더 많은 기포가 표면으로 부서집니다. 거품 내부에는 포화 증기가 있습니다.

온도가 상승함에 따라 포화 기포의 압력이 증가하여 기포의 크기가 증가합니다. 결과적으로 거품에 작용하는 아르키메데스 힘이 증가합니다.

이 힘 덕분에 거품이 물 표면을 향하게 됩니다. 물의 최상층이 예열 할 시간이 없다면 섭씨 100도까지(그리고 이것은 끓는점입니다. 깨끗한 물불순물 없이), 거품은 더 뜨거운 층으로 가라앉은 후 다시 표면으로 돌진합니다.

기포가 지속적으로 감소하고 크기가 증가하기 때문에 용기 내부에 음파가 발생하여 끓는 소음 특성을 생성합니다.

세 번째 단계에서수면 위로 떠오른다 큰 금액거품, 처음에는 물의 약간의 탁함을 유발하고 그 다음 "창백하게 변합니다". 이 과정은 오래 지속되지 않으며 "하얀 키로 끓이기"라고 합니다.

드디어, 네 번째 단계에서끓으면 물이 심하게 끓기 시작하고 큰 파열 거품과 튀김이 나타납니다 (일반적으로 튀는 것은 물이 강하게 끓었음을 의미합니다).

수증기는 물에서 형성되기 시작하고 물은 특정한 소리를 냅니다.

왜 벽은 "피어나고" 창문은 "울고" 있습니까? 종종 이슬점을 잘못 계산한 건축업자가 이에 대한 책임이 있습니다. 얼마나 중요한지 기사를 읽고 물리적 현상, 그리고 집안의 과도한 습기를 제거하는 방법은 무엇입니까?

체중 감량을 원하는 사람들에게 녹은 물이 어떤 이점을 가져다 줄 수 있습니까? 당신은 이것에 대해 배우게 될 것입니다. 많은 노력없이 체중을 줄일 수 있다는 것이 밝혀졌습니다!

끓는 물의 증기 온도^

증기는 기체 상태의 물입니다. 증기가 공기에 들어갈 때 다른 가스와 마찬가지로 증기에 일정한 압력을 가합니다.

기화 과정에서 증기와 물의 온도는 모든 물이 증발할 때까지 일정하게 유지됩니다. 이 현상은 모든 에너지(온도)가 물을 증기로 전환하는 데 집중된다는 사실로 설명됩니다.

이 경우 건조 포화 증기가 형성됩니다. 이러한 쌍에는 액상의 고도로 분산된 입자가 없습니다. 또한 증기 수 있습니다 포화 젖은 과열.

액상의 부유 미립자를 포함하는 포화 증기, 증기의 전체 질량에 균일하게 분포되어 있는 것을 젖은 포화 증기.

끓는 물이 시작될 때 그러한 증기가 형성되어 건조 포화 상태가됩니다. 끓는 물의 온도보다 높은 온도의 증기 또는 오히려 과열 증기는 특수 장비를 통해서만 얻을 수 있습니다. 이 경우 그러한 증기는 그 특성이 가스에 가깝습니다..

소금물의 끓는점^^

바닷물의 끓는점은 민물의 끓는점보다 높다. 따라서 짠 물나중에 신선하게 끓는다. 소금물에는 물 분자 사이의 특정 영역을 차지하는 Na+와 Cl- 이온이 포함되어 있습니다.

염수에서 물 분자는 수화라고 하는 과정을 염 이온에 부착합니다. 물 분자 사이의 결합은 수화 중에 형성된 결합보다 훨씬 약합니다.

따라서 담수 분자에서 끓을 때 기화가 더 빨리 발생합니다.

소금이 녹아 있는 끓는 물은 더 많은 에너지를 필요로 하며, 이 경우에는 온도입니다.

온도가 올라감에 따라 바닷물의 분자는 더 빠르게 움직이기 시작하지만 그 수가 적기 때문에 덜 자주 충돌합니다. 그 결과, 더 적은 수의 증기가 생성되고 그 압력은 담수 증기보다 낮습니다.

염수의 압력이 대기압보다 높아져 끓는 과정이 시작되기 위해서는 더 높은 온도가 필요합니다. 물 1리터에 소금 60g을 넣으면 끓는점이 10도 올라갑니다.

올렉

그리고 여기에서 그들은 "물의 증발 비열은 2260 J / kg입니다." 올바른 kJ, 즉 1000배 더.

나스티야

물의 높은 끓는점을 설명하는 것은 무엇입니까?
물이 끓는 이유 높은 온도?

이암지바

과열 증기는 온도가 100C 이상인 증기입니다(산에 있지 않거나 진공 상태가 아니지만 정상적인 조건에서라면), 증기를 뜨거운 파이프를 통해 통과시키거나 더 간단하게는 끓는 소금 용액에서 얻습니다. 또는 알칼리(위험한 - 알칼리는 Na2CO3보다 강합니다(예: 칼륨 - K2CO3) NaOH 잔류물이 하루나 이틀 만에 눈에 위험하지 않게 되는 이유, 공기 중에 탄산화된 KOH 잔류물과 달리) 눈을 비누화하므로 수영 고글을 착용하는 것을 잊지 마십시오! ), 그러나 그러한 용액은 저크에서 끓고 끓는 물이 필요하며 얇은 층바닥에는 끓을 때 물을 넣을 수 있으며 끓을 때만 끓입니다.
그래서 소금물에서 끓으면 약 110C의 온도로 증기를 얻을 수 있습니다. 뜨거운 110C 파이프에서 나오는 것보다 나쁘지 않습니다.이 증기에는 물만 포함되어 있고 기억하지 못하는 방식으로 가열됩니다. 그러나 " 파워 리저브"는 담수 주전자의 증기와 비교하여 10C입니다.
때문에 건조하다고 할 수 있습니다. 가열(파이프에서와 같이 접촉하거나 심지어 태양뿐만 아니라 어떤 신체에도 어느 정도(온도 의존적) 정도까지 고유한 복사에 의해) 물체, 증기는 100C까지 냉각될 수 있고 여전히 기체로 남아 있을 수 있으며, 그 이하에서는 더 냉각될 수 있습니다. 100C는 한 방울의 물과 거의 진공 상태로 응축됩니다(물의 포화 증기압은 760mmHg(1기압)에서 약 20mmHg, 즉 대기압보다 38배 낮습니다. 가열 된 용기 (증기하는 주둥이의 찻주전자)에서 100 ° C의 과열되지 않은 포화 증기, 물뿐만 아니라 끓는 물질, 예를 들어 의료용 에테르는 이미 체온에서 끓고 있습니다. 두 번째 손바닥으로 플라스크를 닫으면 증기가 눈에 띄게 빛을 굴절시키는 목에서 손바닥의 플라스크에 끓여서 아래쪽 손바닥의 가열을 제거하고 그것을 대체합니다. 35 ° C 미만의 온도에 서 있으면 에테르가 끓는 것을 멈추고 끓는 동안 플라스크에서 모든 공기를 밀어내는 포화 증기가 응축됩니다. 에테르 한 방울로 응축되어 에테르가 끓는 것보다 더 강하지 않은 진공, 즉 플라스크 내부의 가장 차가운 지점 또는 두 번째 용기 또는 호스 내부의 온도에서 에테르의 포화 증기 압력과 거의 동일하지 않은 진공을 생성합니다. 닫힌 끝으로 누출 없이 부착된 Kryofor 장치는 달콤한 벨크로와 같은 차가운 벽의 원리를 보여주고 시스템의 모든 증기 분자를 포착합니다.("진공 알코올"은 가열하지 않고 그렇게 구동)

그리고 섭씨 1700도 이상에서 물은 산소와 수소로 아주 잘 분해됩니다. ... 나쁜 붐이 나타났습니다. 모든 종류의 불타는 금속-시카브릭 구조에 물을 튀길 필요가 없습니다.

끓는 액체

충분히 낮은 온도에서 액체의 증발은 자유 표면에서 발생하고 조용합니다. 특정 온도에 도달하면 호출 비점, 기화는 자유 표면뿐만 아니라 대량의 액체에서도 발생하기 시작합니다. 그 내부에서 증기 기포가 발생하여 크기가 커지고 표면으로 올라갑니다. 기화는 격렬해지며 비등.끓는 메커니즘은 다음과 같습니다.

액체에는 항상 가장 작은 기포가 있으며, 이는 브라운 입자와 마찬가지로 액체의 부피에서 느리고 무작위적인 움직임을 만듭니다. 기포 내부에는 공기와 함께 주변 액체의 포화 증기도 있습니다. 기포 크기의 안정성 조건은 표면의 내부 및 외부 압력의 평등입니다. 외부 압력은 기포가 위치한 깊이에서 대기압과 정수압의 합과 같습니다. 내부 압력은 기포 내부의 공기와 증기의 부분 압력의 합과 같습니다. 따라서,

.

정수압이 대기압에 비해 작은 얕은 깊이의 경우 를 넣을 수 있으며 마지막 평등은 다음과 같은 형식을 취합니다.

온도가 약간 증가하면 기포의 포화 증기압이 증가하고 기포의 크기가 증가하고 기포 내부의 기압이 감소하여 합계가 변경되지 않고 평형 조건(13.19)이 다음과 같이 유지됩니다. 증가된 크기의 기포에 대해 증가된 온도에서 충족됩니다. 그러나 기포 내의 포화증기압이 대기압과 같아지도록 온도를 높이면,

그러면 평등(13.19)이 유지되지 않습니다. 기포의 크기와 그 안의 증기 질량이 증가하고 부력(아르키메데스)의 작용으로 기포가 액체 표면으로 돌진하여 액체가 끓기 시작합니다. 따라서 평등 (13.20)은 얕은 깊이의 용기에서 액체가 끓는 조건입니다. 얕은 깊이에서 액체가 끓는 것은이 액체의 포화 증기압이 대기압과 같아지는 온도에서 발생합니다. 따라서 끓는점은 대기압에 따라 달라집니다.

예 13.4.정상 대기압의 물은 ~의 온도에서 끓습니다. 따라서 이 온도에서 물의 포화 증기압은 정상 대기압과 같습니다.

예 13.5.온도에서 얕은 깊이의 물에 있는 기포의 부피는 와 같습니다. 물의 온도가 같아졌습니다. 온도에서 기포의 부피는 얼마입니까? 대기압은 정상입니다. 다음과 같은 온도에서 물의 포화 증기압 , 그리고 온도에서는 와 같습니다.

기포에 있는 공기의 질량으로 표시합니다. 우리는 다음을 가지고 있습니다:

,

여기서 는 공기의 몰질량이고 는 온도에서 부피 기포의 기압입니다. 기포 크기 평형 조건(13.19)에 따라 설정해야 합니다. 우리는 다음을 얻습니다:

2에 대한 마지막 평등 적용하기 다양한 온도및 , 우리는 다음을 얻습니다.

마지막 평등에서 우리는 다음을 찾습니다.

.

예 13.6.어떤 용매에 있는 비휘발성 물질의 용액을 고려하십시오. Raoult의 법칙(13.3)을 적용하여 용액의 포화 증기압에 대해 다음을 얻습니다.

.

물질의 비변동성을 고려할 때 , 그리고 마지막 평등은 다음과 같은 형식을 취합니다.

.

따라서 용액 위의 포화 증기압은 순수한 용매(동일한 온도에서)보다 낮습니다. 포화 증기압이 대기압과 같아지고 끓기 시작하려면 용액을 순수한 용매보다 더 높은 온도로 가열해야 합니다. 따라서 해당 용액의 끓는점은 순수한 용매의 끓는점보다 높습니다.

문제 13.5.해발 고도에 있는 산에서 물의 끓는점을 찾으십시오. 해수면의 대기압은 정상으로 간주됩니다. 와 같은 대기의 온도를 취하십시오.

답변: 정상 대기압에서 물의 끓는점은 어디입니까? 는 공기의 몰 질량, 는 에 가까운 온도에서 물의 증발 잠열입니다.

지침.수준에서 대기압을 찾으려면 기압 공식을 사용하십시오. 온도에서 포화 증기압을 구하려면 식 (13.17)을 사용하십시오. 끓는 조건(13.20)을 사용합니다.

13.7. 변형 "액체 - 고체"

충분할 때 저온액체 헬륨을 제외한 모든 액체는 고체 상태가 됩니다.

1성분, 즉 한 종류의 액체 원자로 구성된 고체를 고체로 변환하는 것을 고려하십시오. 이 과정을 결정화. 결정화는 원자 시스템이 더 높은 차수의 상태로 전이되는 것으로 특정 온도에서 발생합니다. 녹는 점(경화). 이 온도에서 원자의 열 운동의 운동 에너지는 충분히 작아지고 원자 간의 상호 작용력은 원자를 특정 위치, 즉 결정 격자의 노드에 유지할 수 있습니다.

고체를 액체로 만드는 과정을 녹는그리고 결정화의 역과정이다. 이 과정은 용융과 동일한 온도에서 발생합니다.

고체에 지속적으로 열을 가하면 그림 1과 같이 시간에 따라 온도가 변한다. 13.4 가. 단면은 고체의 가열에 해당하고 단면은 물질의 2상 상태에 해당하며 이 상태에서 이 물질의 고체 및 액체상은 평형 상태입니다. 따라서 사이트는 고체의 용융에 해당합니다. 이 지점에서 전체 물질이 액체가 되고 추가 열 공급은 액체 온도의 상승을 동반합니다.

용융 단계에서 "고체-액체"시스템에 공급되는 열은 시스템 온도의 변화를 일으키지 않고 원자 간의 결합을 파괴합니다. 이 열을 융합 잠열.

액체가 열을 발산하면 온도는 그림 1과 같이 시간에 따라 달라집니다. 13.4 나. 단계는 액체의 냉각에 해당하고 단계는 결정화(시스템의 2상 상태)에 해당하고 단계는 고체의 냉각에 해당합니다. 결정화 단계에서 시스템이 방출하는 열을 결정화 잠열. 그것은 융합 잠열과 같습니다.

시간에 따른 시스템 온도의 의존성은 Fig. 13.4는 결정체의 특징입니다. 무정형 물질의 경우 가열(냉각)될 때 온도 대 시간 그래프는 단조 곡선이며, 이는 온도가 증가(하강)하면서 무정형 물질의 점진적인 연화(고화)에 해당합니다.

결정화는 중심 부근의 액체에서 시작되거나 결정화의 중심.그것들은 전체 액체가 고체로 변할 때까지 다른 원자들이 결합하고 정렬하는 원자의 무작위 결합입니다. 결정화 센터의 역할은 외부 거시적 입자가 액체에 존재하는 경우에도 수행될 수 있습니다.

일반적으로 액체가 냉각되면 많은 결정화 중심이 나타납니다. 이 중심 주위에 원자 구조가 형성되어 결국 형성됩니다. 다결정, 많은 작은 결정으로 구성됩니다. 다결정의 조건부 계획은 그림 1에 나와 있습니다. 13.5.

특별한 조건에서 단결정을 얻는("성장") 가능합니다. 단결정, 결정화의 단일 중심 주위에 형성됩니다. 동시에 액체에서 생성 된 결정으로 입자를 부착하기위한 모든 방향에 동일한 조건이 제공되면 올바르게 절단대칭 속성에 따라.

용융 온도는 실제로 고체가 받는 압력에 따라 달라지며, 이러한 의존성의 가능한 과정은 그림 1에 그래프로 표시됩니다. 13.6. 예를 들어, 압력이 변할 수 있는 가스 분위기에서 용융 물질이 있는 도가니를 배치하여 실험적 의존성을 제거할 수 있습니다. 종속 곡선은 액체와 고체 사이의 평형 곡선입니다. 곡선 아래의 점 물질의 고체 상태에 해당하고 곡선 위의 액체 상태에 해당합니다. 일정한 온도에서 액체 위의 압력이 점에서 증가하면 압력 (점)에서 액체에 고체상이 나타나고 압력이 더 증가하면 전체 액체가 응고됩니다 (점) .

압력과 용융 온도 사이의 이론적 관계는 액체에 대한 포화 증기압과 온도 사이에 관계(13.12)가 수립된 것과 정확히 동일한 방식으로 2상 시스템 "고체-액체"에 의해 수행되는 카르노 사이클을 고려하여 수립될 수 있습니다. . (13.12)에서 형식적 치환을 하고, , 는 몰 융해열 잠열, 는 고체상의 몰 부피, 는 액체상의 몰 부피, 우리는 다음을 얻습니다.

. (13.21)

물질이 순수하지 않지만 합금, 즉 불균일한 원자를 포함하고 있어 일반적으로 순수한 물질과 같이 특정 온도가 아닌 특정 온도 범위에서 응고가 일어날 수 있다.

작업 13.6. 아세트산은 의 대기압에서 녹습니다. 액체와 고체상의 특정 부피(즉, 산의 단위 질량의 부피)의 차이 . 아세트산의 녹는점은 압력 변화에 따라 다음과 같이 이동합니다. . 아세트산의 비(즉, 단위 질량당) 융해열을 구하십시오.

답변: .

지침.공식 (13.21)을 사용하십시오. 몰 부피는 비율에 의해 특정 부피와 관련됩니다. 여기서 는 몰 질량입니다. 몰 융해열은 관계식에 의해 비융합열과 관련이 있습니다.

비등- 증기 기포의 생성, 성장 및 액체 표면으로의 이동을 포함하여 액체의 강렬한 기화 과정. 액체와 고체가 접촉하는 표면에 기포가 형성되는 것을 특징으로 하는 끓는 것을 표면 비등이라고 합니다. 실제 조건에서 우리는 항상 끓는점(히터) 이상으로 가열된 액체와 고체 사이의 계면에서 발생하는 표면 비등을 처리합니다. 액체가 끓기 시작할 때까지 가열되면 입력 열의 주요 부분은 가열에 소비되고 나머지는 증발에 소비됩니다. 용기 바닥의 온도를 보자 티 1, 자유 표면의 액체 온도 티 2. 온도차가 작으면 열전도에 의해서만 액체 매체에서 열이 전달됩니다. 이 경우 액체의 정상 온도 분포는 1차원 열 방정식(4.5.21)을 충족합니다. 이 방정식의 해는 함수(4.5.23)입니다. 즉, 액체의 온도는 용기 바닥에서 선형으로 떨어집니다( 엑스= 0) 자유 표면( 엑스= 디). 이 경우 온도 구배는 일정하고 다음과 같습니다. (그림 78, ㅏ).

a BC

용기 바닥의 온도가 추가로 증가함에 따라 티 1, 액체 매질의 온도 구배도 증가합니다. 후자가 특정 값에 도달하면 자유 대류가 발생하고 액체의 열이 더 집중적으로 전달되기 시작합니다(열의 자유 대류는 아르키메데스 힘의 작용하에 발생하며 더 가열된 액체의 질량이 수직으로 위쪽으로 이동하는 것으로 구성됩니다. 덜 가열 된 것을 그 자리에 낮추십시오). 이제 정상 온도 분포는 알려진 대류 열 전달 방정식에 의해 결정됩니다.

, (5.7.1)

대류 중 유체 속도는 어디입니까? ㅏ- 열전도 계수. 유체 속도가 첫 번째 근사값에서 일정하다는 것을 고려하면 높이에 따라 온도가 기하급수적으로 감소합니다(그림 78, 비). 이것은 뜨거운 바닥과의 경계에서 액체의 온도 구배를 크게 증가시켜 액체로의 열 전달이 증가합니다. 마지막으로 바닥 온도가 너무 높아져 증기 기포가 표면에 나타나기 시작하여 점차 증가하고 부서지고 떠오릅니다. 끓는 과정은 액체에서 설정됩니다. 실험에서 알 수 있듯이 이 경우 열 전달은 더욱 강렬해집니다. 결과적으로 뜨거운 고체 표면 근처의 액체 온도 강하는 대류 동안보다 훨씬 더 가파르게 발생합니다(그림 78, ~에).

표면 비등 과정은 히터에 인접한 용기 바닥에서 시작됩니다. 용기 바닥의 기공에는 항상 공기 또는 기타 용존 가스가 있으며, 이는 미래의 기포를 생성합니다. 액체가 기포로 증발함에 따라 기포의 증기압이 상승하고 기포가 성장하기 시작합니다. 기포 크기의 증가는 특정 온도에서 다음과 같은 경우 특히 빠르게 발생합니다. 시압력 피(시) 내부의 포화 증기는 외부 압력과 같거나 약간 더 커집니다. 피(시) = 피내선 그런 다음 거품이 바닥에서 떨어져 나와 아르키메데스 힘의 작용으로 액체 표면으로 올라갑니다.

외부 압력 피외부는 대기압으로 구성 피 0, 정수압(ρ는 액체의 밀도, 시간는 기포가 형성되는 깊이) 및 라플라스 압력( 아르 자형는 기포 반경, 는 액체의 표면 장력 계수). 따라서 주어진 온도에서 포화 증기압이 충족되면 끓는 과정이 시작됩니다. 시

온도 시압력이 가해지는 유체 피(시) 포화 증기는 외부 압력과 같아집니다. 피액체 외부의 온도를 해당 액체의 끓는점이라고 합니다. 평등에서

(5.7.3)

끓는점은 외부 압력의 함수입니다. 따라서 끓는점은 주어진 물질와 동등하다 시, 어떤 외부 압력을 얻었는지 표시하지 않고 올바르지 않습니다.

액체의 포화증기압은 온도가 낮아짐에 따라 감소하고 온도가 높아짐에 따라 증가하므로 액체의 끓는점은 외부 압력이 감소하면 감소하고 증가하면 증가한다는 것을 알고 있습니다. 따라서 특정 함수가 온도에 대한 포화 증기압의 의존성을 표현한다면, 그 역함수는 외부 압력에 대한 끓는 온도의 의존성을 결정합니다. Clausis-Clapeyron 방정식 이후

미분 형태의 온도에 대한 포화 증기압의 의존성을 표현한 다음 방정식

(5.7.4)

끓는 온도의 의존성을 미분 형태로 결정

외부 압력, 즉 방정식 (5.7.4)은 미분 형태의 비등 곡선 방정식입니다. 이 방정식에서 dT- 외부 압력의 변화에 ​​따른 액체의 끓는점 변화 DP.

결론적으로, 공기 또는 기타 용해된 기체가 장기간 끓는 방식으로 액체에서 제거되면 이 액체는 주어진 외부 압력에서 끓는점보다 훨씬 높은 온도로 가열될 수 있습니다. 따라서 결과 액체를 과열이라고합니다. 예를 들어 과열 된 액체에 불균일이 도입되면 공기가있는 기공에 모래 알갱이가 던져지면 액체가 폭발과 유사하게 격렬하게 끓습니다.

73. 물질의 무정형 및 결정질 상태. 고체의 대칭. 입체 대칭의 기본 요소.

물리학에서 비정질 및 결정질 솔리드 바디. 형태 유지에 기초하여 비정질 몸체는 고체로 분류되며 다른 모든 측면에서는 액체와 다르지 않습니다. 비정질체는 비정상적으로 높은 점도 계수를 갖는 과냉각 액체로 간주되어 상온에서 흐를 수 없습니다. 그러나 온도가 상승함에 따라 일정한 융점 없이 점차 부드러워지며 액체의 일반적인 흐름 능력을 얻습니다. 비정질 물체의 특성은 모든 방향에서 동일합니다. 즉, 등방성입니다. 예를 들어, 공이 유리(비정질 몸체)로 만들어진 경우 속성은 다른 방향에서 동일합니다. 따라서 같은 힘으로 다른 방향으로 압축하면 같은 양만큼 감소합니다. 위에서 볼을 가열하고 아래에서 냉각하여 유리의 열전도율을 측정하거나 왼쪽에서 가열하고 오른쪽에서 냉각하여 유리의 열전도율을 측정하면 유리의 열전도율도 모든 방향에서 동일함을 알 수 있습니다. 모든 방향으로 유리를 투과하는 광선의 경우 굴절률도 동일합니다. 배치된 경우 유리 그릇충전된 커패시터의 두 판 사이에서 볼을 중심으로 회전시키면 커패시터의 커패시턴스에 변화가 나타나지 않습니다. 이것은 유전 상수가 방향에 의존하지 않는다는 것을 의미합니다 전기장그 안에.

결정질 고체는 상당히 다르게 행동합니다. 결정은 외부 압력에 따라 달라지는 특정 융점이 있습니다. 광전파속도, 등온압축비, 열전도율, 탄성계수, 유전상수 등 물리적 특성크리스탈은 그 방향에 크게 의존합니다.

크리스탈 획득 가능 다른 방법들액체 냉각과 같은. 이러한 냉각으로 특별한 조치를 취하지 않으면 많은 결정화 중심이 액상에 나타나고 그 주변에서 고상이 형성됩니다. 무작위로 서로 병합되어 소위 다결정을 형성하는 많은 작은 결정이 있습니다. 다결정을 형성하는 각각의 결정은 이방성이지만 이러한 결정의 무작위 배향으로 인해 다결정체 전체가 등방성입니다.

그러나 냉각 된 액체에 종자가 도입되면 작은 결정에서 결정화가 시작되고 큰 단결정이 성장할 수 있습니다. 올바른 형태. 이를 위해서는 결정 성장 조건이 모든 표면에서 동일해야 하며 이는 용액에서 시드를 회전시켜 달성할 수 있습니다. 금속 및 반도체의 큰 단결정을 성장시킬 때 종자는 가열로에서 수직 방향으로 시간당 수 밀리미터의 속도로 매우 천천히 이동합니다.

1783년 로마 드 릴(Rome de Lille)이 발견한 법칙에 따르면, 동일한 물질의 모든 결정체에서 대응하는 면 사이의 각도는 동일합니다. 예를 들어, 암염(NaCl) 결정에서 면 사이의 모든 각도는 90˚입니다. 그러한 결정에서 공을 조각하고 포화 암염 용액에 넣으면 결정의 입방체 모양이 회복되는 경향이 있습니다. 이렇게 결정의 형태가 복원되는 이유는 알려진 상태열역학 시스템의 평형 안정성: 최소 위치 에너지의 조건. 결정의 경우 이 조건은 Gibbs, Curie 및 Woolf가 공식화한 원리로 표현됩니다. 즉, 표면 에너지는 최소화되어야 합니다. 이 최소값은 결정면 사이의 각도가 주어질 때 제공되어야 합니다.

결정을 포화 용액이나 용융물에 넣으면 고체와 액체 상 사이에 동적 평형이 설정됩니다. 고체상의 원자는 액체상으로, 액체에서 고체로 이동합니다. 그러나 액상으로부터의 침전은 최소한의 위치 에너지를 가진 시스템이 형성되는 방식으로 진행됩니다. 즉, 주어진 물질의 결정 형태 특성이 형성되고 이 형태의 모든 이전 위반이 사라지므로 설명된 실험에서 , 공은 다시 입방 구조 또는 다른 특징적인 결정 형태로 변하는 경향이 있습니다.

결정 성장의 조건이 표면의 다른 지점에서 동일하지 않으면 주요 면 사이의 각도가 올바른 모양과 동일하게 유지되지만 성장하는 결정의 모양이 특성 모양과 다를 수 있습니다.

배치하자 유리 용기~와 함께 차가운 물버너에서 우리는 관찰 할 것입니다. 곧 용기의 바닥과 벽이 거품으로 덮일 것입니다. 그들의 기원은 § 260에서 논의되었습니다. 우리가 알고 있는 이 거품에는 공기와 수증기가 있습니다. 기포는 완전한 습윤이 없는 용기 벽의 위치에 나타납니다. 이러한 장소는 벽의 지방 흔적이나 작은 균열 일 수 있습니다.

일정한 온도에서 기포를 관찰하면 기포가 크기를 유지한다는 것을 알 수 있습니다. 이것은 표면의 내부와 외부의 압력이 서로 균형을 이루고 있음을 의미합니다. 기포 내부에 공기가 있기 때문에 그 양은 일정하다고 간주되어야 하므로 이 평형은 안정적입니다. 실제로 어떤 임의의 이유로 거품이 팽창하면 Boyle-Mariotte 법칙에 따라 내부의 기압이 감소하고 거의 변하지 않은 외부 압력이 다시 거품을 감소시킵니다. 같은 방식으로 주장하면 무작위로 감소된 거품이 이전 볼륨으로 즉시 다시 확장되는 이유를 쉽게 알 수 있습니다. 온도가 상승함에 따라 기포는 점차 팽창하여 그 안의 공기와 증기 압력의 합이 외부 압력과 동일하게 유지됩니다. 그러나 기포가 충분히 커지면 지붕에 매달린 너무 무거운 물방울이 떨어지듯이 물의 부력으로 인해 떨어지게 된다(그림 372). 이 경우, 기포와 용기 벽 사이에 점점 좁아지는 공기 다리가 형성되고(그림 483), 마지막으로 기포가 떨어져 나감으로써 기포가 남지 않습니다. 많은 수의공기에서 시간이 지남에 따라 새로운 거품이 발생합니다.

쌀. 483. 액체와 함께 용기의 바닥에 붙어서 빠져나가는 기체의 기포

위로 올라가면 분리된 기포가 다시 크기가 줄어듭니다. 왜 이런 일이 발생합니까? 이 거품에는 수증기와 약간의 공기가 포함되어 있습니다. 거품이 아직 가열될 시간이 없는 물의 상층에 도달하면 수증기의 상당 부분이 물로 응축되고 거품이 축소됩니다. 이러한 거품의 증가 및 감소는 끓는 물 "소음"과 같은 소리를 동반합니다. 마지막으로 모든 물이 충분히 예열됩니다. 그런 다음 상승하는 거품은 더 이상 크기가 줄어들지 않고 표면에서 터져 증기를 우주 공간으로 던집니다. "소음"이 멈추고 "윙윙 거리는 소리"가 시작됩니다. 우리는 물이 끓었다고 말합니다. 끓는 물 위의 증기에 있는 온도계는 물이 끓는 동안 동일한 온도를 표시합니다.

분명히, 끓는 동안 용기 바닥의 기포 내부에 형성된 증기의 압력은 기포가 팽창할 수 있도록 하여 물의 자유 표면에 작용하는 대기압과 수주의 압력을 극복합니다. . 우리는 액체의 포화 증기압이 외부 압력과 같은 온도에서 끓는다는 결론에 도달합니다. 끓는 액체의 증기 온도를 끓는점이라고 합니다.

위의 추론에서 끓는점이 외부 압력에 의존해야 함은 분명합니다. 이것은 쉽게 관찰할 수 있습니다. 한 잔 넣어보자 따뜻한 물공기 펌프 벨 아래. 공기를 빼냄으로써 훨씬 낮은 온도에서 물을 끓일 수 있습니다(그림 484). 반대로 외부 압력이 증가하면 끓는점이 높아집니다. 따라서 증기 기관의 보일러에서 물은 여러 기압의 압력으로 가열됩니다. 끓는점이 훨씬 높다. 약 15 기압의 압력에서 물의 끓는점은 . 압력을 나타내지 않고 액체의 끓는점에 대해 말할 때 항상 끓는점을 의미합니다. 정상 압력 .

쌀. 484. 종 아래에서 공기를 빼내면 ,보다 훨씬 낮은 온도의 물이 끓는다.

압력에 대한 끓는점의 의존성은 우리에게 새로운 방법대기압 측정. 물의 끓는점을 측정하여 다양한 온도의 증기압 표에서 대기압을 판단하는 것이 가능합니다. 예를 들어, 산에 있을 때 물의 끓는점이 약 이라고 결정한 경우 이로부터 기압이 . 이러한 측정을 위해 특별히 조정된 온도계를 hypsothermometers라고 합니다. 주변 온도를 매우 정확하게 읽을 수 있도록 설계되었습니다(그림 485).

쌀. 485. 저체온계

다양한 액체의 끓는점(상압에서)은 매우 다양합니다. 이는 Table에서 확인할 수 있습니다. 십구.

표 19. 일부 액체의 끓는점

액체	끓는 온도	액체	끓는 온도
액체 헬륨	-269	술	78
>> 수소	-253	물	100
>> 산소	-183	수은	357
>> 질소	-196	용융 아연	906
염소	-34	쇳물	2880
에테르	-35

서로 다른 물질의 끓는점 차이는 예를 들어 석유 제품의 분리와 같은 기술에서 매우 유용합니다. 오일이 가열되면 가장 가치 있고 휘발성인 부분(가솔린)이 먼저 증발하여 "무거운" 잔류물(오일, 연료유)에서 분리될 수 있습니다.

물질의 끓는점 차이는 같은 온도에서 증기압의 차이 때문입니다. 우리는 이미 실온에 있는 에테르 증기의 압력이 대기압의 절반을 초과하는 것을 보았습니다. 따라서 에테르의 증기압이 대기에 도달하려면 약간의 온도 상승(최대 )이 필요합니다. 예를 들어 상온에서 매우 무시할 수 있는 압력을 갖는 수은의 경우 상황이 다릅니다. 수은의 증기압은 온도가 크게 증가할 때만 대기와 같아집니다(최대).

294.1. 끓는 물이 더 뜨거운 곳은 해수면, 산 또는 깊은 광산 중 어디입니까?

294.2. 일부 생산 공정~에 음식 산업(예: 비트를 끓일 때) 수온이 . 어떤 수단으로 이를 달성할 수 있습니까?

294.3. 테이블 사용. 18, 물이 압력에서 가질 수 있는 최고 온도를 결정하고.

294.4. 무화과에. 486은 오토클레이브(액체의 끓는점보다 높은 온도가 필요한 공정을 위해 화학 산업에서 사용되는 장치)를 보여줍니다. 이것은 압력계 1이 있는 고체 보일러로, 증기가 안전 밸브 2를 통해서만 빠져나갈 수 있도록 뚜껑으로 단단히 닫혀 있습니다. 지지대 3에서 밸브 2까지의 거리는 6.5cm이고 케틀벨까지의 거리는 4-18cm입니까? 무게의 무게는 1kg입니다. 막대의 질량은 무시할 수 있습니다.

그림 486. 294.4를 실행하려면

294.5. 가장자리까지 채워진 좁은 시험관의 물을 바닥 근처에서 가열하여 끓인다. 이 경우 거품이 시험관에서 물을 분출하는 이유는 무엇입니까?

메모. 소위 간헐천(캄차카의 소련과 아이슬란드와 같은 다른 여러 국가)에서 자연계에서 비슷한 일이 거대한 규모로 발생합니다. 간헐천은 주기적으로 작동하는 분수입니다. 뜨거운 물지면의 좁은 수직 통풍구에서(그림 487). 증기 형성은 수십 미터의 깊이에서 발생합니다. 저수지의 이러한 깊이에서 압력은 몇 기압에 도달할 수 있으며 물은 훨씬 더 뜨거워질 수 있습니다. 증기 기포가 아래에 형성되면 물의 일부가 유출되고 압력이 떨어지고 과열된 증기가 기화됩니다. 물이 온다남아 있는 물이 높이 치솟을 정도로 강렬합니다.

쌀. 487. 간헐천

294.6. 둥근 바닥 플라스크에 물을 끓여 마개를 막습니다. 플라스크를 뒤집습니다. 이제 플라스크 바닥에 약간의 눈이 쌓이거나 찬물이 그 위에 부어지면 플라스크의 물이 끓을 것입니다. 현상을 설명하시오.

끓는 것은 물질의 응집 상태를 변화시키는 과정입니다. 우리가 물에 대해 말할 때, 우리는 액체에서 증기로의 변화를 의미합니다. 끓는 것은 실온에서도 발생할 수 있는 증발이 아니라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한 물을 특정 온도로 가열하는 과정인 끓는 것과 혼동하지 마십시오. 이제 개념을 이해했으므로 물이 끓는 온도를 결정할 수 있습니다.

프로세스

응집 상태를 액체에서 기체로 변환하는 과정은 매우 복잡합니다. 사람들이 보지는 못하지만 4단계가 있습니다.

1. 첫 번째 단계에서는 가열된 용기 바닥에 작은 기포가 형성됩니다. 그들은 또한 물의 측면이나 표면에서 볼 수 있습니다. 그들은 물이 가열되는 탱크의 균열에 항상 존재하는 기포의 팽창으로 인해 형성됩니다.
2. 두 번째 단계에서는 거품의 양이 증가합니다. 그들 모두는 내부에 물보다 가벼운 포화 증기가 있기 때문에 표면으로 돌진하기 시작합니다. 가열 온도가 증가함에 따라 기포의 압력이 증가하고 잘 알려진 아르키메데스 힘으로 인해 기포가 표면으로 밀려납니다. 이 경우 기포의 크기가 지속적으로 팽창 및 감소하여 생성되는 특유의 끓는 소리를 들을 수 있습니다.
3. 세 번째 단계에서는 표면에 많은 수의 기포를 볼 수 있습니다. 이것은 처음에 물에 흐림을 만듭니다. 이 과정은 일반적으로 "흰색 열쇠로 끓이기"라고하며 짧은 시간 동안 지속됩니다.
4. 네 번째 단계에서는 물이 집중적으로 끓고 표면에 큰 파열 기포가 나타나고 튀는 현상이 나타날 수 있습니다. 대부분의 경우 튀는 것은 액체가 다음 온도까지 가열되었음을 의미합니다. 최고 온도. 물에서 증기가 나오기 시작합니다.

물은 100도의 온도에서 끓는 것으로 알려져 있으며 이는 네 번째 단계에서만 가능합니다.

증기 온도

증기는 물의 상태 중 하나입니다. 공기에 들어갈 때 다른 가스와 마찬가지로 특정 압력을 가합니다. 기화 동안 증기와 물의 온도는 전체 액체가 응집 상태를 변경할 때까지 일정하게 유지됩니다. 이 현상은 끓는 동안 모든 에너지가 물을 증기로 변환하는 데 소비된다는 사실로 설명할 수 있습니다.

끓기 시작할 때 습한 포화 증기가 형성되어 모든 액체가 증발한 후 건조됩니다. 온도가 물의 온도를 초과하기 시작하면 그러한 증기는 과열되고 특성면에서 가스에 더 가깝습니다.

끓는 소금물

염분 함량이 높은 물이 끓는 온도를 아는 것은 충분히 흥미롭습니다. 물 분자 사이의 면적을 차지하는 Na+ 및 Cl- 이온의 함량이 조성물 내에서 더 많아야 함을 알 수 있다. 이 소금과 물의 화학적 조성은 일반적인 신선한 액체와 다릅니다.

사실은 염수에서 물 분자를 염 이온에 부착시키는 과정인 수화 반응이 일어난다는 것입니다. 담수 분자 사이의 결합은 수화 중에 형성되는 결합보다 약하므로 용해된 소금으로 액체를 끓이는 데 시간이 더 오래 걸립니다. 온도가 올라감에 따라 염을 함유한 물의 분자는 더 빠르게 움직이지만 분자의 수가 적기 때문에 충돌이 덜 자주 발생합니다. 결과적으로 더 적은 양의 스팀이 생성되고 그 압력은 담수의 스팀 헤드보다 낮습니다. 따라서 완전한 기화에는 더 많은 에너지(온도)가 필요합니다. 평균적으로 60g의 소금이 포함된 물 1리터를 끓이려면 물의 끓는점을 10%(즉, 10C) 올려야 합니다.

끓는 압력 의존성

산에 상관없이 알려져 있습니다. 화학적 구성 요소물의 끓는점이 낮아집니다. 이것은 고도에서 대기압이 낮기 때문입니다. 정상 압력은 101.325kPa로 간주됩니다. 그것으로 물의 끓는점은 섭씨 100도입니다. 그러나 평균 압력이 40kPa인 산을 오르면 물은 75.88C에서 끓을 것입니다. 그러나 이것이 산에서 요리하는 데 거의 절반 시간이 걸린다는 것을 의미하지는 않습니다. 을 위한 열처리제품은 특정 온도가 필요합니다.

해발 500m의 고도에서 물은 98.3C에서 끓고 3000m 고도에서 끓는점은 90C가 될 것이라고 믿어집니다.

이 법칙은 반대 방향으로도 작용합니다. 증기가 통과할 수 없는 밀폐된 플라스크에 액체를 넣으면 온도가 증가하고 증기가 형성되어 이 플라스크의 압력이 증가하고 고혈압더 높은 온도에서 발생합니다. 예를 들어, 490.3kPa의 압력에서 물의 끓는점은 151C입니다.

끓는 증류수

증류수는 불순물이 없는 순수한 물입니다. 그것은 종종 의료 또는 기술 목적으로 사용됩니다. 이러한 물에는 불순물이 없으므로 요리에 사용되지 않습니다. 증류수는 일반 민물보다 빨리 끓지만 끓는점은 100도와 같이 동일하게 유지된다는 점은 흥미롭습니다. 그러나 끓는 시간의 차이는 극히 적습니다. 몇 초에 불과합니다.

찻주전자에

종종 사람들은 주전자에서 물이 끓는 온도에 관심이 있습니다. 액체를 끓일 때 사용하는 장치이기 때문입니다. 아파트의 대기압이 표준 압력과 동일하고 사용 된 물에 존재해서는 안되는 염분 및 기타 불순물이 포함되어 있지 않다는 사실을 고려하면 끓는점도 100도가됩니다. 그러나 물에 소금이 포함되어 있으면 우리가 이미 알고 있는 끓는점이 더 높아집니다.

결론

이제 물이 끓는 온도와 대기압과 액체 구성이 이 과정에 어떤 영향을 미치는지 알 수 있습니다. 여기에는 복잡한 것이 없으며 아이들은 학교에서 그러한 정보를받습니다. 기억해야 할 주요 사항은 압력이 감소하면 액체의 끓는점도 감소하고 증가함에 따라 증가한다는 것입니다.

인터넷에서 대기압에 대한 액체의 끓는점 의존성을 나타내는 다양한 표를 찾을 수 있습니다. 모든 사람이 사용할 수 있으며 학생, 학생 및 기관의 교사도 적극적으로 사용합니다.