Кипение Такое привычное вроде явление Выполнили ученица 8 класса МКОУ СОШ с.п Герпегеж Кочкарова Алия Руководитель: учитель физики Биттиров А.Ч

Содержание Цели и задачи исследования Для чего нужно кипение? Строение жидкости Различие между паром и жидкостью Особенности процесса кипения Классификация процессов кипения Стадии кипения Зависимость времени нагревания от состава воды (водопроводная вода и прокипевшая вода) Зависимость температуры кипения от давления Выводы и перспективы дальнейших исследований Используемые источники

Цель данной работы: выяснить условия и механизм процесса кипения. Для достижения этой цели поставлен ряд задач: Изучить: строение жидкости; теоретические основы процесса кипения: - классификация процессов кипения; - особенности процесса кипения; - стадии кипения; интернет-источники об объяснении процесса кипения на основе молекулярно-кинетической теории; области использования процесса кипения

Вопросы исследований Выяснить: зависимость времени нагревания от состава воды (водопроводная вода, прокипевшая и фильтрованная вода); зависимость температуры кипения от давления. На основе полученных материалов сделать выводы.

Для чего нужно кипение? Кипение - одно из фундаментальных физических явлений, используемое во многих процессах химической и физической промышленности. Кипение является одним из наиболее эффективных способов охлаждения в атомных реакторах и при охлаждении реактивных двигателей. Широко применяются процессы кипения также в химической технологии для отделения примеси из раствора, пищевой промышленности, при производстве и разделении сжиженных газов, для охлаждения элементов электронной аппаратуры. Режим пузырчатого кипения воды используется в современных паровых котлах на тепловых электростанциях для получения пара с высокими значениями давления и температуры

Молекулы жидкости расположены почти вплотную друг к другу. Между молекулами сильны силы взаимодействия. Молекулы жидкости колеблются около положения равновесия, сталкиваясь с соседними молекулами. Время от времени молекула жидкости вырывается из своего окружения и переходит в другое место, попадая в новое окружение, где опять в течение некоторого времени совершает движение, подобное колебанию. Строение жидкости

Жидкостям присущ определенный объем. Они стремятся принять форму, которая способствовала бы минимальной площади поверхности, так как для увеличения поверхности жидкости требуется дополнительная энергия, которая определяется поверхностным натяжением. Оно минимально, когда жидкость принимает сферическую форму

Различие между паром и жидкостью парообразная фаза вещества жидкая фаза вещества меньшая (в тысячи раз) плотность среднее расстояние между молекулами гораздо меньше (в десятки раз), межмолекулярные силы сцепления большие

Кипение – парообразование, происходящее по всему объему жидкости Жидкость (при нормальном атмосферном давлении) кипит при определенной температуре, называемой температурой кипения Особенности При кипении температура жидкости остается постоянной

Температуры кипения жидкостей, °С (при рати = 100 к Па ) Кислород–183 Вода 100 Эфир 35Ртуть 357 Спирт 78Свинец 1740 Каждая жидкость кипит при строго определённой температуре.

При нагревании жидкости растворимость содержащихся в ней газов понижается. В результате число таких пузырьков, растворенного в ней воздуха значительно увеличивается. В эти пузырьки происходит испарение окружающей их жидкости, вследствие чего пузырьки наполняются насыщенным паром, давление которого с повышением температуры увеличивается

Пока температура жидкости такова, что давление насыщенного пара внутри пузырька меньше внешнего давления над жидкостью, пузырек не может расти. При некоторой температуре давление насыщенного пара внутри пузырька становится равным давлению, оказываемому на пузырек извне. Это давление равно сумме атмосферного давления, гидростатического давления, обусловленного столбом жидкости над пузырьком

Классификация процессов кипения Кипение классифицируют по следующим признакам: 1) пузырьковое и пленочное. 2) по виду конвекции у поверхности теплообмена: при свободной и вынужденной конвекции; 3) по отношению к температуре насыщения: без недогрева и кипение с недогревом; 4) по ориентации поверхности кипения в пространстве: на горизонтальных наклонных и вертикальных поверхностях; 5) по характеру кипения: развитое и неразвитое, неустойчивое кипение

Стадии кипения Первая стадия кипения «рыбий глаз» Мелкие пузырьки на дне увеличиваются при температуре 35 градусов

Вторая стадия кипения «крабий глаз» Пузырьки на дне сосуда появляются при температуре 54 градусов

Третья стадия кипения «жемчужные нити» Множество мелких пузырьков образовывают «жемчужные нити», которые поднимаются к поверхности воды, не достигая её. Процесс начинается при температуре в 72 градуса

Четвертая стадия кипения «бурлящий источник» Пузырьки растут, поднимаясь на поверхность воды, и лопаются, создавая бурление воды. Процесс проходит при температуре 96 градусов

Зависимость времени нагревания от состава воды

Зависимость времени нагревания от состава воды (водопроводная вода и прокипевшая вода) Водопроводная вода Кипяченая вода (1 раз) Кипяченая вода (2 раза) Время закипания (объем воды 100 мл) 6 мин 7,2 мин 12,25 мин

Зависимость температуры кипения от давления

При нормальном атмосферном давлении (примерно 100 тысяч паскаль) вода закипает при 100 С. При снижении давления над поверхностью воды пузырьки могут образовываться и при меньших температурах. Если давление насыщенных паров внутри пузырька больше, чем снаружи, он растет и выталкивается вверх силой Архимеда. Давление снаружи пузырька складывается из: давления воздуха на поверхность воды, давления столба жидкости и давления пленки воды, образующей пузырек. В данном опыте мы уменьшили давление воздуха на поверхность, что привело к кипению

Выводы и перспективы дальнейших исследований -изучили процесс кипения, получили фотографии процесса нагревания воды и кипения; -изобразили на графике температурную зависимость воды от времени нагревания на разных высотах; -установили, как изменяется время кипения от вида и качества воды

Спасибо за внимание !