Кипение и конденсация

Нальём в сосуд чистой воды и поместим над горелкой. Вскоре на дне и стенках сосуда мы заметим мелкие пузырьки. Они содержат водяной пар и воздух, который всегда растворён в воде.

Рассмотрим пузырёк, возникающий около горячего дна сосуда. Увеличиваясь в объёме, пузырёк увеличивает площадь своего соприкосновения с ещё недостаточно прогревшейся водой. В результате воздух и пар внутри пузырька охлаждаются, их давление уменьшается, и тяжесть слоя воды «захлопывает» пузырёк. В этот момент закипающая вода издает характерный шум.

Шум закипающей воды создается растущими и захлопывающимися пузырьками. Постепенно вода прогревается, и давление пара внутри пузырьков при их росте уже не уменьшается. Пузырьки перестают захлопываться и начинают расти. С этого момента шум становится тише. По мере увеличения объёма возрастает архимедова сила, и пузырьки начинают всплывать.

В физике кипением называется интенсивное (бурное) парообразование, происходящее по всему объёму жидкости за счёт возникновения и всплытия многочисленных пузырей пара.

Опыты показывают, что во время кипения температура жидкости и пара над её поверхностью одинакова и остаётся постоянной до полного выкипания жидкости.

Каждая жидкость кипит при строго определённой температуре. Поэтому температура кипения – одна из характеристик вещества. Однако если давление на поверхность жидкости отличается от атмосферного, температура кипения изменяется.

Рассмотрим опыт. Возьмём колбу и вскипятим в ней воду. Немно¬го подождем, чтобы вода остыла, а затем закроем колбу пробкой с трубкой, присоединенной к насосу. Откачав из колбы воздух, мы заставим воду кипеть вновь без нагревания!

Итак, опытным путём мы установили, что при уменьшении давления жидкость начинает кипеть при меньшей температуре. Будет верным и обратное утверждение: увеличение давления на поверхность жидкости ведёт к возрастанию температуры кипения. Это явление можно объяснить на основе зако¬на Паскаля. Атмосферное давление передается через слой жидкости до её дна и способствует «захлопыванию» зарождающихся пузырьков. Используя насос, мы уменьшаем давление на воду и пузырьки. В результате они начинают расти и всплывать – вода кипит.

Конденсация – это превращение вещества из газообразного состояния в жидкое. Взгляните на рисунок справа: пар, вырывающийся из чайника невидимой струей, вскоре конденсируется – превращается в туман (скопление мельчайших капелек воды). Чтобы конденсация произошла, пар должен отдать теплоту окружающим телам. В результате он превратится в жидкость, а окружающие его тела нагреются.