Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

13.10: Криві тиску пари

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19208

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Зберігання кришки на горщику може допомогти воді швидше кипіти
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: CK-12 Foundation; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Який найшвидший спосіб закип'ятити воду?

    Одним з перших уроків кулінарії є те, як кип'ятити воду. Так, звучить просто, але є пара натяків, які прискорюють справи. Один натяк - поставити кришку на горщик. На малюнку вище є кипляча вода, розкрита парою, що виходить в атмосферу. Якщо кришка знаходиться на горщику, то википить менше води і вода закипить швидше. Нарощування тиску всередині горщика допомагає прискорити процес кип'ятіння.

    Криві тиску пари

    Точки кипіння різних рідин можна проілюструвати на кривій тиску пари (малюнок нижче). Крива тиску пари - це графік тиску пари в залежності від температури. Щоб знайти нормальну температуру кипіння рідини, від осі y проводять горизонтальну лінію при тиску, рівному стандартному тиску. Вертикальну лінію, що починається з осі x, можна провести, з'єднану з точкою, в якій перетинаються стандартний тиск і крива тиску пари рідини - відповідна температура є температурою кипіння цієї рідини.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Криві тиску пари. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Температура кипіння рідини також корелює з силою її міжмолекулярних сил. Нагадаємо, що діетиловий ефір має слабкі сили дисперсії, а це означає, що рідина має високий тиск пари. Слабкі сили також означають, що для кипіння діетилового ефіру не потрібно великих витрат енергії, і тому він має відносно низьку нормальну температуру кипіння\(34.6^\text{o} \text{C}\). Вода, з її набагато більш сильним водневим зв'язком, має низький тиск пари і більш високу нормальну температуру кипіння\(100^\text{o} \text{C}\).

    Як говорилося раніше, на точки кипіння впливає зовнішній тиск. На більших висотах атмосферний тиск нижче. При меншому тиску штовхає на поверхню рідини, вона закипає при більш низькій температурі. Це також можна побачити з кривих тиску пари. Якщо провести горизонтальну лінію при меншому тиску пари, вона перетинає кожну криву при більш низькій температурі. Температура кипіння води знаходиться\(100^\text{o} \text{C}\) на рівні моря, де атмосферний тиск стандартний. У Денвері, штат Колорадо на\(1600 \: \text{m}\) рівні моря, атмосферний тиск приблизно\(640 \: \text{mm} \: \ce{Hg}\) і вода закипає приблизно\(95^\text{o} \text{C}\). На вершині гори. Еверест, атмосферний тиск близько\(255 \: \text{mm} \: \ce{Hg}\), а вода закипає тільки при\(70^\text{o} \text{C}\). З іншого боку, вода закипає при більшому, ніж\(100^\text{o} \text{C}\) якщо зовнішній тиск вище стандартного. Скороварки не дають виходити парі і тиск пари збільшується. Так як вода в скороварці закипає при температурі вище\(100^\text{o} \text{C}\), їжа готується швидше.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Скороварка. (Кредит: Серія обідів; Джерело: Flickr, серія обідів (відкривається в новому вікні) [www.flickr.com]; Ліцензія: CC by 2.0 (відкривається в новому вікні))

    Ефект зниженого тиску повітря можна продемонструвати, помістивши склянку води у вакуумній камері. При досить низькому тиску, приблизно\(20 \: \text{mm} \: \ce{Hg}\), вода закипить кімнатної температури.

    Резюме

    • Крива тиску пари - це графік тиску пари в залежності від температури.
    • На точки кипіння впливає зовнішній тиск.

    Рецензія

    1. Що показує крива тиску пари?
    2. Чому діетиловий ефір має низьку температуру кипіння?
    3. Які міжмолекулярні сили утримують молекули води разом?
    4. Чому вода кипить при більш низькій температурі при великій висоті?

    Дізнатися більше

    Використовуйте ресурс нижче, щоб відповісти на наступні питання.

    1. Що робить вакуумний насос
    2. Яка роль кільця ущільнювача?
    3. Що відбувається при включенні вакуумного насоса?
    4. Що сталося при включенні вакуумного насоса?
    5. Яка була температура цього окропу?