TRANSFER DE CĂLDURĂ ÎN TIMPUL FIERBEREI ŞI CONDENSĂRII

TRANSFER DE CĂLDURĂ ÎN TIMPUL FIERBEREI

Fierbere este procesul de vaporizare intensă care are loc pe întregul volum al unui lichid care se află la temperatura de saturație sau ușor supraîncălzit față de temperatura de saturație, cu formarea de bule de vapori. În timpul procesului de transformare de fază, căldura de vaporizare este absorbită. Procesul de fierbere implică de obicei adăugarea de căldură la un lichid care fierbe.

Moduri de fierbere lichid.

Se face o distincție între fierberea lichidelor pe o suprafață solidă de schimb de căldură, căreia îi este furnizată căldura din exterior și fierberea în cea mai mare parte a lichidului.

La fierbere pe o suprafață solidă, în anumite locuri de pe această suprafață se observă formarea unei faze de vapori. La fierbere în volum, faza de vapori apare spontan direct în volumul de lichid sub formă de bule de vapori individuale. Fierberea în volum poate apărea numai atunci când faza lichidă este supraîncălzită mai semnificativ în raport cu temperatura de saturație la o anumită presiune decât fierberea pe o suprafață solidă. O supraîncălzire semnificativă poate apărea, de exemplu, atunci când presiunea din sistem este eliberată rapid. Fierberea în volum poate apărea atunci când în lichid există surse interne de căldură.

În energia și tehnologia modernă, procesele de fierbere pe suprafețele solide de încălzire (suprafețele țevilor, pereții canalelor etc.) sunt de obicei întâlnite. Acest tip de fierbere este discutat în principal mai jos.

Mecanismul de transfer de căldură în timpul fierberii nucleate diferă de mecanismul de transfer de căldură în timpul convecției unui lichid monofazat prin prezența transferului suplimentar de masă de materie și căldură prin bule de abur din stratul limită în volumul lichidului de fierbere. Acest lucru duce la o intensitate mare a transferului de căldură în timpul fierberii în comparație cu convecția unui lichid monofazat.

Pentru ca procesul de fierbere să aibă loc, trebuie îndeplinite două condiții: prezența supraîncălzirii lichidului în raport cu temperatura de saturație și prezența centrelor de vaporizare.

Supraîncălzirea lichidului are o valoare maximă direct la suprafața de schimb de căldură încălzită. Pe acesta există centre de formare a vaporilor sub formă de neregularități ale peretelui, bule de aer, particule de praf etc. Prin urmare, formarea bulelor de abur are loc direct pe suprafața de schimb de căldură.

Figura 3.1 – moduri de fierbere lichidă în volum nelimitat: a) cu bule; b) – tranzitorie; c) - film

În fig. 3.1. prezintă schematic regimurile de fierbere ale unui lichid într-un volum nelimitat. La modul bule fierbe (Fig. 3.1,a) pe măsură ce temperatura suprafeței de încălzire crește t c si in consecinta, numarul centrilor de vaporizare activi creste, iar procesul de fierbere devine din ce in ce mai intens. Bulele de abur se desprind periodic de la suprafață și, plutind pe suprafața liberă, continuă să crească în volum.

Odată cu creșterea presiunii temperaturii Δ t fluxul de căldură, care este îndepărtat de pe suprafața de încălzire în lichidul de fierbere, crește semnificativ. Toată această căldură este folosită în cele din urmă pentru a crea abur. Prin urmare, ecuația de echilibru termic pentru fierbere are forma:

Unde Q- debitul termic, W; r- căldura de tranziție de fază a lichidului, J/kg; G p- cantitatea de abur generată pe unitatea de timp ca urmare a fierberii lichidului și îndepărtată de pe suprafața liberă a acestuia, kg/s.

Flux de caldura Q cu creșterea diferenței de temperatură Δ t nu crește la infinit. La o anumită valoare Δ t atinge valoarea sa maximă (Fig. 3.2), iar cu o creștere suplimentară a Δ tîncepe să scadă.

Figura 3.2 – Dependența densității fluxului de căldură q

din diferența de temperatură Δ t la fierberea apei în volum mare la presiunea atmosferică: 1- încălzire la temperatura de saturație; 2 – modul bubble; 3 – mod de tranziție; 4 – modul film.

Dați zonele 1 2 3 și 4

Modul de fierbere cu bule are loc în secțiunea 2 (Fig. 3.2) până când se obține eliminarea maximă a căldurii în punctul q kr1, numit prima densitate critică a fluxului de căldură. Pentru apa la presiunea atmosferică, prima densitate critică a fluxului de căldură este ≈ W/m2; valoarea critică corespunzătoare a diferenței de temperatură W/m 2. (Aceste valori se aplică condițiilor de apă clocotită cu mișcare liberă într-un volum mare. Pentru alte condiții și alte lichide, valorile vor fi diferite).

La Δ mai mare t vine regim tranzitoriu fierbere (Fig. 3.1, b). Se caracterizează prin faptul că atât pe suprafața de încălzire, cât și în apropierea acesteia, bulele se îmbină în mod continuu între ele și se formează cavități mari de vapori. Din această cauză, accesul lichidului la suprafață în sine devine treptat din ce în ce mai dificil. Pete „uscate” apar în anumite locuri de la suprafață; numărul și dimensiunea lor cresc continuu pe măsură ce temperatura suprafeței crește. Astfel de zone sunt, parcă, excluse de la schimbul de căldură, deoarece îndepărtarea căldurii direct la abur are loc mult mai puțin intens. Aceasta determină scăderea bruscă a fluxului de căldură (secțiunea 3 din Fig. 3.2) și a coeficientului de transfer de căldură în regiunea regimului de fierbere de tranziție.

În cele din urmă, la o anumită scădere a temperaturii, întreaga suprafață de încălzire este acoperită cu o peliculă continuă de abur, împingând lichidul departe de suprafață. De acum încolo are loc modul film fierbere (Fig. 3.1, V). În acest caz, transferul de căldură de la suprafața de încălzire la lichid se realizează prin schimb de căldură convectiv și radiație prin filmul de vapori. Intensitatea transferului de căldură în modul de fierbere a filmului este destul de scăzută (secțiunea 4 din Fig. 3.2). Filmul de vapori experimentează pulsații; aburul care se acumulează periodic în el se desprinde sub formă de bule mari. În momentul fierberii filmului, sarcina termică îndepărtată de la suprafață și, în consecință, cantitatea de abur generată sunt minime. Aceasta corespunde cu Fig. 3.2 puncte q kr2, numit a doua densitate critică a fluxului de căldură. La presiunea atmosferică pentru apă, momentul începerii fierberii filmului este caracterizat de o diferență de temperatură de ≈150 °C, adică temperatura suprafeței t c este de aproximativ 250°C. Pe măsură ce diferența de temperatură crește, din ce în ce mai multă căldură este transferată datorită schimbului de căldură prin radiație.

Toate cele trei moduri de fierbere pot fi observate în ordine inversă dacă, de exemplu, un produs metalic masiv încins este scufundat în apă pentru stingere. Apa fierbe, la început răcirea corpului se desfășoară relativ lent (fierberea filmului), apoi viteza de răcire crește rapid (modul de tranziție), apa începe să ude periodic suprafața, iar cea mai mare rată de scădere a temperaturii suprafeței este atinsă în etapa finală de răcire (fierberea nucleată). În acest exemplu, fierberea are loc în condiții instabile în timp.

În fig. Figura 3.3 prezintă o vizualizare a modurilor de fierbere a bulelor și a filmului pe un fir încălzit electric în apă.

orez. 3.3 vizualizarea modurilor de fierbere bule și film pe un fir încălzit electric: a) - modul de fierbere bule și b) modul de fierbere a filmului.

În practică, condițiile sunt adesea întâlnite și atunci când un flux de căldură fix este furnizat la suprafață, de exemplu. q= const. Acest lucru este tipic, de exemplu, pentru încălzitoarele electrice termice, elementele de combustibil ale reactoarelor nucleare și, aproximativ, în cazul încălzirii radiante a unei suprafețe din surse cu o temperatură foarte ridicată. In conditii q= temperatura constantă a suprafeței t cși, în consecință, diferența de temperatură Δ t depinde de modul de fierbere al lichidului. Se pare că în astfel de condiții de alimentare cu căldură, regimul de tranziție nu poate exista staționar. Ca urmare, procesul de fierbere capătă o serie de caracteristici importante. Cu o creștere treptată a sarcinii termice q diferența de temperatură Δ t crește în conformitate cu linia regimului de fierbere nucleat din Fig. 3.2, iar procesul se dezvoltă în același mod ca cel descris mai sus. Apar noi condiții atunci când densitatea fluxului termic furnizat atinge o valoare care corespunde primei densități critice a fluxului termic q cr1. Acum, cu orice creștere ușoară (chiar accidentală) a valorii q există un exces între cantitatea de căldură furnizată la suprafață și acea sarcină termică maximă q kr1, care poate fi retras într-un lichid clocotit. Acest exces ( q-q cr1) determină o creștere a temperaturii suprafeței, adică începe încălzirea nestaționară a materialului peretelui. Dezvoltarea procesului capătă un caracter de criză. Într-o fracțiune de secundă, temperatura materialului suprafeței de încălzire crește cu sute de grade și numai dacă peretele este suficient de refractar, criza se termină fericit într-o nouă stare staționară, corespunzătoare regiunii de fierbere a filmului la o suprafață foarte înaltă. temperatura. În fig. 3.2 această tranziție de criză de la regimul de fierbere nucleat la modul de fierbere film este în mod convențional indicată de săgeată ca un „salt” de la curba de fierbere nucleată la linia de fierbere a filmului la aceeași sarcină termică q cr1. Cu toate acestea, acest lucru este de obicei însoțit de topirea și distrugerea suprafeței de încălzire (burnout).

A doua caracteristică este că, dacă apare o criză și se stabilește un regim de fierbere a filmului (suprafața nu este distrusă), atunci, cu o scădere a sarcinii termice, fierberea filmului va fi menținută, adică procesul invers va avea loc acum de-a lungul filmului. linia de fierbere (Fig. 3.2). Doar la atingere q Kr2 lichidul începe din nou în puncte individuale pentru a ajunge periodic (udă) la suprafața de încălzire. Îndepărtarea căldurii crește și depășește aportul de căldură, rezultând răcirea rapidă a suprafeței, care este, de asemenea, de natură de criză. Are loc o schimbare rapidă a regimurilor și se stabilește fierbere nucleată staționară. Această tranziție inversă (a doua criză) din Fig. 3.2 este, de asemenea, arătat în mod convențional printr-o săgeată ca un „salt” de la curba de fierbere a filmului la linia de fierbere nucleată la q = q cr2.

Deci, în condițiile unei valori fixe a densității fluxului de căldură q, furnizate la suprafata de incalzire, ambele treceri de la bule la film si invers sunt de natura criza. Ele apar la densități critice de flux de căldură q kr1 și q kr2 respectiv. În aceste condiții, regimul de fierbere de tranziție nu poate exista constant, este instabil.

În practică, metodele de îndepărtare a căldurii în timpul fierberii lichidului care se deplasează în interiorul țevilor sau canalelor de diferite forme sunt utilizate pe scară largă. Astfel, procesele de generare a aburului se desfășoară datorită fierberii apei care se deplasează în interiorul conductelor cazanului. Căldura este furnizată la suprafața țevilor din produsele fierbinți de ardere a combustibilului datorită radiației și schimbului de căldură convectiv.

Pentru procesul de fierbere a unui lichid care se deplasează în interiorul unui volum limitat al unei țevi (canal), condițiile descrise mai sus rămân în vigoare, dar în același timp apar o serie de caracteristici noi.

Conducta verticala. O conductă sau un canal este un sistem limitat în care, pe măsură ce se deplasează un lichid în fierbere, are loc o creștere continuă a fazei de vapori și o scădere a fazei lichide. În consecință, structura hidrodinamică a fluxului se modifică, atât pe lungimea cât și pe secțiunea transversală a conductei. Transferul de căldură se modifică, de asemenea, în consecință.

Există trei zone principale cu structuri diferite de flux de fluid de-a lungul lungimii conductei verticale atunci când fluxul se mișcă de jos în sus (Fig. 3.4): eu– zona de încălzire (secțiunea economizor, până la secțiunea de conducte, unde T s = T n); II– regiunea de fierbere (secțiunea de evaporare, din secțiunea în care T s = T n, i<i n, la secțiunea în care T s = T n, eu cm→i n); III– zona în care se usucă aburul umed.

Secțiunea de evaporare include zone cu fierbere la suprafață a lichidului saturat.

În fig. 3.4 prezintă schematic structura unui astfel de flux. Secțiunea 1 corespunde încălzirii unui lichid monofazat la temperatura de saturație (secțiunea economizor). În secțiunea 2, are loc fierberea nucleată de suprafață, în care transferul de căldură crește față de secțiunea 2. În secțiunea 3, are loc un regim de emulsie, în care un flux în două faze constă dintr-un lichid și bule relativ mici distribuite uniform în el, care ulterior, se îmbină pentru a forma bule mari - dopuri proporționale cu diametrul țevii. În modul dop (secțiunea 4), aburul se mișcă sub formă de bule mari de dop separate, separate prin straturi de emulsie vapori-lichid. Mai mult, în secțiunea 5, aburul umed se mișcă ca o masă continuă în miezul de curgere și un strat subțire inelar de lichid se mișcă pe peretele conductei. Grosimea acestui strat de lichid scade treptat. Această secțiune corespunde regimului de fierbere inelar, care se termină când lichidul dispare din perete. În secțiunea 6, aburul este uscat (creșterea gradului de uscare a aburului). Deoarece procesul de fierbere este încheiat, transferul de căldură scade. Ulterior, din cauza creșterii volumului specific de abur, viteza aburului crește, ceea ce duce la o ușoară creștere a transferului de căldură.

Fig. 3.4 – Structura curgerii când lichidul fierbe în interiorul unei conducte verticale

Creșterea ratei de circulație la data dată q cu, lungimea conductei și temperatura de intrare duce la scăderea zonelor cu fierbere dezvoltată și la creșterea lungimii secțiunii economizorului; cu spor q cu la o viteză dată, dimpotrivă, lungimea secțiunilor cu fierbere dezvoltată crește, iar lungimea secțiunii economizorului scade.

Țevi orizontale și înclinate. Când un flux în două faze se deplasează în interiorul țevilor situate orizontal sau cu o pantă ușoară, pe lângă modificările structurii fluxului de-a lungul lungimii, există o schimbare semnificativă a structurii de-a lungul perimetrului țevii. Astfel, dacă viteza de circulație și conținutul de abur în flux sunt scăzute, se observă separarea fluxului bifazic într-o fază lichidă care se mișcă în partea inferioară a conductei și o fază de abur care se deplasează în partea superioară a acesteia (Fig. 3.5, A). Odată cu o creștere suplimentară a conținutului de vapori și a vitezei de circulație, interfața dintre fazele de vapori și lichid dobândește un caracter ondulatoriu, iar lichidul udă periodic partea superioară a țevii cu creste de valuri. Odată cu o creștere suplimentară a conținutului de vapori și a vitezei, mișcarea undei la interfață se intensifică, ceea ce duce la ejectarea parțială a lichidului în regiunea de vapori. Ca urmare, curgerea în două faze capătă un caracter de curgere, mai întâi apropiat de un flux de blocare, iar apoi de unul inelar.

Orez. 3.5 – Structura curgerii când lichidul fierbe în interiorul unei conducte orizontale.

A– regim de fierbere stratificat; b– modul tijă; 1 - abur; 2 – lichid.

În modul inelar, mișcarea unui strat subțire de lichid este stabilită de-a lungul întregului perimetru al țevii, iar un amestec vapor-lichid se deplasează în miezul fluxului (Fig. 3.5, b). Cu toate acestea, în acest caz, simetria axială completă în structura curgerii nu este observată.

dacă intensitatea furnizării de căldură a pereților conductei este suficient de mare, atunci procesul de fierbere poate avea loc și în timpul curgerii într-o conductă care nu este încălzită la temperatura de saturație a lichidului.Acest proces are loc atunci când temperatura peretelui t c depășește temperatura de saturație ts. acoperă stratul limită de lichid direct la perete. Bulele de abur care intră în miezul rece al fluxului se condensează rapid. Acest tip de fierbere se numește fierbere cu subîncălzire.

Îndepărtarea căldurii în modul de fierbere nucleată este una dintre cele mai avansate metode de răcire a suprafeței de încălzire. Găsește o largă aplicație în dispozitivele tehnice.

3.1.2. Transfer de căldură în timpul fierberii nucleate.

Observațiile arată că odată cu creșterea presiunii temperaturii Δ t = t c-ts, precum și presiunea R numărul de centri activi de vaporizare pe suprafaţa de încălzire creşte. Ca urmare, un număr tot mai mare de bule apar continuu, cresc și se desprind de suprafața de încălzire. Ca rezultat, turbulizarea și amestecarea stratului limită de lichid din apropierea peretelui crește. În timpul creșterii lor pe suprafața de încălzire, bulele absorb, de asemenea, intens căldura din stratul limită. Toate acestea ajută la îmbunătățirea transferului de căldură. În general, procesul de fierbere a nucleelor ​​este destul de haotic.

Cercetările arată că pe suprafețele tehnice de încălzire numărul de centre de vaporizare depinde de materialul, structura și micro-rugozitatea suprafeței, de prezența eterogenității în compoziția suprafeței și de gazul (aerul) adsorbit pe suprafață. Diferite depozite, filme de oxid, precum și orice alte incluziuni au un efect vizibil.

Observațiile arată că, în condiții reale, centrele de vaporizare sunt de obicei elemente individuale de rugozitate și micro-rugozitate (de preferință diverse depresiuni și depresiuni).

De obicei, pe suprafețe noi numărul de centre de vaporizare este mai mare decât pe aceleași suprafețe după fierbere prelungită. Acest lucru se datorează în principal prezenței gazului adsorbit la suprafață. În timp, gazul este îndepărtat treptat, se amestecă cu aburul din bulele în creștere și este transportat în spațiul de abur. Procesul de fierbere și transferul de căldură sunt stabilizate în timp și intensitate.

Condițiile de formare a bulelor de vapori sunt foarte influențate de tensiunea superficială la interfața dintre lichid și vapori.

Datorită tensiunii superficiale, presiunea vaporilor din interiorul bulei R n mai mare decât presiunea fluidului din jur Rși. Diferența lor este determinată de ecuația lui Laplace

unde σ este tensiunea superficială; R- raza bulei.

Ecuația lui Laplace exprimă condiția echilibrului mecanic. Arată că tensiunea de suprafață, ca o înveliș elastic, „comprimă” vaporii într-o bule, iar cu cât raza sa este mai mică, cu atât este mai puternică. R.

Dependența presiunii vaporilor dintr-o bule de dimensiunea acesteia impune caracteristici speciale privind starea echilibrului termic sau termodinamic al bulelor mici. Vaporii din bulă și lichidul de pe suprafața sa sunt în echilibru dacă suprafața lichidului are o temperatură egală cu temperatura de saturație la presiunea vaporilor din bulă, t s ( R P). Această temperatură este mai mare decât temperatura de saturație la presiunea externă în lichid t s ( Rși). Prin urmare, pentru a atinge echilibrul termic, lichidul din jurul bulei trebuie supraîncălzit cu o cantitate t s ( R P)- t s ( Rși).

Următoarea caracteristică este că acest echilibru se dovedește a fi instabil. Dacă temperatura lichidului depășește ușor valoarea de echilibru, atunci o parte din lichid se va evapora în bule și raza acestuia va crește. În acest caz, conform ecuației lui Laplace, presiunea vaporilor din bule va scădea. Aceasta va duce la o nouă abatere de la starea de echilibru. Bula va începe să crească fără limită. De asemenea, cu o scădere ușoară a temperaturii lichidului, o parte din vapori se va condensa, dimensiunea bulei va scădea, iar presiunea vaporilor din acesta va crește. Aceasta va presupune o abatere suplimentară de la condițiile de echilibru, acum în cealaltă direcție. Ca rezultat, bula se va condensa complet și va dispărea.

În consecință, într-un lichid supraîncălzit, nu orice bule mici formate aleatoriu are capacitatea de a crește în continuare, ci doar cele a căror rază depășește valoarea corespunzătoare condițiilor de echilibru mecanic și termic instabil discutate mai sus. Acest valoarea minima

unde derivata este o caracteristică fizică a unei substanțe date, este determinată de ecuația Clapeyron - Clausis

adică se exprimă prin alte constante fizice: căldura de tranziție de fază r, densitatea vaporilor ρ p si lichide ρși temperatura de saturație absolută T s.

Ecuația (3-2) arată că, dacă nucleele de abur apar în puncte individuale ale suprafeței de încălzire, atunci numai cele a căror rază de curbură depășește valoarea Rmin. Deoarece cu creșterea Δ t magnitudinea Rmin scade, explică ecuația (3-2).

fapt observat experimental al creșterii numărului de centre de vaporizare odată cu creșterea temperaturii suprafeței.

O creștere a numărului de centre de vaporizare cu creșterea presiunii este, de asemenea, asociată cu o scădere Rmin, deoarece odată cu creșterea presiunii valoarea p′ s crește și σ scade. Calculele arată că pentru apa care fierbe la presiunea atmosferică, la Δ t= 5°С Rmin= 6,7 um și la Δ t= 25°С Rmin= 1,3 µm.

Observațiile făcute folosind filmarea de mare viteză arată că la un regim de fierbere fix, frecvența de formare a bulelor de abur nu este aceeași atât în ​​puncte diferite de pe suprafață, cât și în timp. Acest lucru conferă procesului de fierbere un caracter statistic complex. În consecință, ratele de creștere și dimensiunile de separare ale diferitelor bule sunt, de asemenea, caracterizate de abateri aleatorii în jurul anumitor valori medii.

După ce bula atinge o anumită dimensiune, se desprinde de la suprafață. Dimensiunea de rupere determinată în principal de interacțiunea gravitației, tensiunii superficiale și inerției. Ultima valoare reprezintă o reacție dinamică care are loc într-un lichid datorită creșterii rapide a bulelor în dimensiune. Această forță împiedică, de obicei, desprinderea bulelor. În plus, natura dezvoltării și separării bulelor depinde în mare măsură de dacă lichidul udă suprafața sau nu o umezește. Capacitatea de umectare a unui lichid este caracterizată de unghiul de contact θ, care se formează între perete și suprafața liberă a lichidului. Cu cât θ este mai mare, cu atât capacitatea de umectare a lichidului este mai slabă. Este în general acceptat că pentru θ<90° (рис. 3.6, A), lichidul udă suprafața, dar la θ >90° nu. Valoarea unghiului de contact depinde de natura lichidului, materialul, starea și curățenia suprafeței. Dacă un lichid în fierbere udă suprafața de încălzire, atunci bulele de abur au o tulpină subțire și se desprind ușor de pe suprafață (Fig. 3.7, A). Dacă lichidul nu udă suprafața, atunci bulele de abur au o tulpină largă (Fig. 3.7, b) și se desprind de-a lungul istmului, sau vaporizarea are loc pe toată suprafața.

Tot ceea ce ne inconjoara in viata de zi cu zi poate fi reprezentat sub forma unor procese fizice si chimice. Efectuăm în mod constant o mulțime de manipulări care sunt exprimate prin formule și ecuații, fără să știm măcar. Un astfel de proces este fierberea. Acesta este un fenomen pe care absolut toate gospodinele îl folosesc atunci când gătesc. Ni se pare absolut obișnuit. Dar să privim procesul de fierbere din punct de vedere științific.

Fierberea - ce este?

Se știe încă de la fizica școlară că materia poate fi în stare lichidă și gazoasă. Procesul de transformare a unui lichid în stare de vapori este în fierbere. Acest lucru se întâmplă numai atunci când o anumită temperatură este atinsă sau depășită. În acest proces ia parte și presiunea și trebuie luată în considerare. Fiecare lichid are propriul punct de fierbere, care declanșează procesul de formare a vaporilor.

Aceasta este diferența semnificativă dintre fierbere și evaporare, care are loc la orice temperatură a lichidului.

Cum apare fierberea?

Dacă ați fiert vreodată apă într-un recipient de sticlă, ați observat formarea de bule pe pereții recipientului pe măsură ce lichidul se încălzește. Ele se formează datorită faptului că aerul se acumulează în microfisurile vaselor, care începe să se extindă atunci când este încălzit. Bulele constau din vapori lichizi sub presiune. Aceste perechi se numesc saturate. Pe măsură ce lichidul se încălzește, presiunea din bulele de aer crește și acestea cresc în dimensiune. Desigur, încep să se ridice în vârf.

Dar, dacă lichidul nu a atins încă punctul de fierbere, atunci bulele din straturile superioare se răcesc, presiunea scade și ajung în fundul recipientului, unde se încălzesc din nou și se ridică. Acest proces este familiar oricărei gospodine; apa pare să înceapă să facă zgomot. De îndată ce temperatura lichidului din straturile superioare și inferioare este comparată, bulele încep să se ridice la suprafață și să izbucnească - are loc fierberea. Acest lucru este posibil numai atunci când presiunea din interiorul bulelor devine aceeași cu presiunea lichidului însuși.

După cum am menționat deja, fiecare lichid are propriul regim de temperatură la care începe procesul de fierbere. Mai mult, pe parcursul întregului proces temperatura substanței rămâne neschimbată, toată energia eliberată este cheltuită pentru vaporizare. De aceea, oalele gospodinelor neglijente se ard - tot conținutul lor fierbe și recipientul în sine începe să se încălzească.

Punctul de fierbere este direct proportional cu presiunea exercitata asupra intregului lichid, mai exact, pe suprafata acestuia. La cursul de fizica scolara se afirma ca apa incepe sa fiarba la o temperatura de o suta de grade Celsius. Dar puțini oameni își amintesc că această afirmație este adevărată numai în condiții normale de presiune. Valoarea standard este considerată a fi o sută unu kilopascali. Dacă creșteți presiunea, lichidul va fierbe la o temperatură diferită.

Această proprietate fizică este utilizată de producătorii de aparate electrocasnice moderne. Un exemplu ar fi o oală sub presiune. Toate gospodinele știu că în astfel de dispozitive alimentele sunt gătite mult mai repede decât în ​​tigăile obișnuite. Cu ce ​​este legat asta? Cu presiunea care se formează în oala sub presiune. Este de două ori normal. Prin urmare, apa fierbe la aproximativ o sută douăzeci de grade Celsius.

Dacă ați fost vreodată în munți, ați observat procesul opus. La altitudine, apa începe să fiarbă la nouăzeci de grade, ceea ce complică semnificativ procesul de gătit. Localnicii și alpiniștii care își petrec tot timpul liber în munți sunt bine conștienți de aceste dificultăți.

Mai mult despre fierbere

Mulți oameni au auzit o astfel de expresie ca „punct de fierbere” și probabil au fost surprinși că nu am menționat-o în articol. De fapt, am descris-o deja. Nu vă grăbiți să recitiți textul. Faptul este că în fizică punctul și temperatura procesului de fierbere sunt considerate identice.

În lumea științifică, separarea în această terminologie se face numai în cazul amestecării diferitelor substanțe lichide. Într-o astfel de situație, punctul de fierbere este determinat și cel mai mic dintre toate posibilele. Aceasta este considerată o normă pentru toate componentele amestecului.

Apa: fapte interesante despre procesele fizice

În experimentele de laborator, fizicienii iau întotdeauna lichid fără impurități și creează condiții externe absolut ideale. Dar în viață totul se întâmplă puțin diferit, pentru că adesea adăugăm sare în apă sau adăugăm diferite condimente. Care va fi punctul de fierbere în acest caz?

Apa sărată necesită o temperatură mai mare pentru fierbere decât apa dulce. Acest lucru se datorează impurităților de sodiu și clor. Moleculele lor se ciocnesc unele de altele și este necesară o temperatură mult mai mare pentru a le încălzi. Există o anumită formulă care vă permite să calculați punctul de fierbere al apei sărate. Vă rugăm să rețineți că șaizeci de grame de sare pe litru de apă crește punctul de fierbere cu zece grade.

Apa poate fierbe în vid? Oamenii de știință au demonstrat că se poate. Dar punctul de fierbere în acest caz ar trebui să atingă o limită de trei sute de grade Celsius. La urma urmei, în vid presiunea este de doar patru kilopascali.

Cu toții fierbem apă într-un ibric, așa că suntem familiarizați cu un fenomen atât de neplăcut precum „calamă”. Ce este și de ce este format? De fapt, totul este simplu: apa dulce are diferite grade de duritate. Este determinată de cantitatea de impurități din lichid, cel mai adesea conține diverse săruri. În timpul procesului de fierbere, acestea se transformă în sedimente și în cantități mari se transformă în scară.

Poate fierbe alcoolul?

Fierberea alcoolului este folosită în procesul de preparare a berii la lumina lunii și se numește distilare. Acest proces depinde direct de cantitatea de apă din soluția de alcool. Dacă luăm ca bază alcoolul etilic pur, atunci punctul său de fierbere va fi aproape de șaptezeci și opt de grade Celsius.

Dacă adăugați apă la alcool, punctul de fierbere al lichidului crește. În funcție de concentrația soluției, va fierbe în intervalul de la șaptezeci și opt de grade până la o sută de grade Celsius. Desigur, în timpul procesului de fierbere, alcoolul se va transforma în abur într-un interval de timp mai scurt decât apa.

Ele plutesc, iar conținutul pe care îl conțin este saturat. aburul trece în faza de vapori deasupra lichidului. Fierberea este unul dintre fundamente. fizic fenomene, folosit la plural. procese chimice tehnologii. Particularitatea acestuia din urmă este utilizarea pe scară largă a soluțiilor și amestecurilor de diferite tipuri. materiale ca corpuri de lucru. Termohidrodinamica complexă a fierberii lichidelor și soluțiilor pure are un impact semnificativ asupra influența asupra designului și dimensiunilor generale ale tehnologiei. dispozitive. Munca cheltuită pentru a crește volumul și energia de suprafață a sfericului. balon cu raza R, determinată de următoarea formulă: L 0 =-(4/3) pR3Dp+4pL2s, unde D p este diferența de presiune în bule și lichidul înconjurător, Pa; și coeficient tensiune superficială, N/m. Minim raza bulei de abur emergente (nucleu) R min = 2T kip s/, unde r n - densitatea aburului, kg/m3; r este căldura de vaporizare, J/kg (Tf și Tbp sunt explicate mai jos). Locurile în care apar nucleele în fază de vapori pot fi incluziuni gazoase, particule solide într-un lichid, microdepresiuni pe suprafețele de încălzire etc. Lucru necesar pentru a forma o „pătă” de vapori pe perete și pe interfața vapori-lichid: L=L 0 (0,5+0,75cos Q - 0,25cos 3 Q ), unde Q - unghi de contact de umezire. La Q =180° lucru L=0, i.e. la abs. Pe suprafața umedă se formează un balon sferic, ca în cea mai mare parte a lichidului. Pe măsură ce presiunea scade, densitatea vaporilor scade și minimul crește. raza de formare a nucleelor, suprafața de încălzire este epuizată de centre pentru generarea bulelor de abur. Aceasta duce la fierbere instabilă, în timpul căreia are loc mișcarea convectivă a lichidului supraîncălzit, urmată de fierbere violentă inițiată de unul sau mai multe. microcavități de rază adecvată. Odată cu scăderea temperaturii când lichidul fierbe, aceste microdepresiuni sunt „închise”, iar ciclul de supraîncălzire a lichidului care se mișcă convectiv se repetă din nou. T-ra, când un lichid fierbe sub presiune constantă (de exemplu, atmosferică), numit. punctul de fierbere (T boil). Temperatura de saturație este luată ca balot T. abur (punctul de saturație) deasupra unei suprafețe plane a unui lichid care fierbe la o presiune dată. Temperatura de fierbere la atm. presiunea este de obicei dată ca una dintre principalele. Fiz.-Chim. caracteristicile unei substanțe chimice pure. Odată cu creșterea presiunii, Tbp crește (vezi ecuația Clapeyron - Clausius). Limit T kip - critic. t-ra in-va (vezi Fenomene critice). Reducerea temperaturii de fierbere cu scăderea externă presiunea este baza pentru definirea barometriei. presiune Există fierbere volumetrică și de suprafață. Fierberea volumetrică este formarea de bule de abur în interiorul unei mase de lichid care se află într-o stare supraîncălzită sau metastabilă la fierbere Tf >T, unde Tf este temperatura lichidului supraîncălzit. Această fierbere se realizează în așa-numitul. dispozitive volumetrice de fierbere, eficiente pentru neutralizarea și eliminarea lichidelor agresive, în special a lichidelor de distilerie în producția de sifon. Fierbere-vaporizare de suprafață pe o suprafață de încălzire având o temperatură T n >T fierbere. O astfel de fierbere este posibilă și în cazul în care temperatura este bazică. masa de lichid T<Т кип, но в окрестности пов-сти нагрева образовался пограничный слой, перегретый до т-ры, превышающей Т кип. Осн. виды поверхностного кипения - пузырьковое и пленочное. Fierberea cu bule are loc la fluxuri de căldură moderate pe microdepresiuni ale unei suprafețe umezite cu lichid. Aburul este generat la centrele active de vaporizare sub formă de lanțuri de bule. Datorită circulației lichidului în contact direct cu suprafața de încălzire, se asigură o intensitate ridicată a transferului de căldură - în acest caz, coeficient. transfer de căldură a [W/(m2. K)] este proporțională cu densitatea fluxului de căldură q(W/m2) cu puterea de ~0,7. Fierberea filmului are loc pe suprafețe de încălzire neumezibile (de exemplu, fierberea într-un tub de sticlă); pe suprafețele umede, fierberea nucleată se transformă în fierbere în peliculă (prima criză de fierbere) când este atins primul punct critic. densitatea fluxului termic q cr,1. Intensitatea transferului de căldură în timpul fierberii filmului este semnificativ mai mică decât în ​​timpul fierberii nucleate, ceea ce se datorează valorilor scăzute ale coeficientului. conductivitate termică l [W/(m. K)] și densitățile vaporilor în comparație cu valorile acestora pentru lichid. Cu mișcare laminară a vaporilor în film A ~q -O.25, cu mișcare turbulentă, intensitatea transferului de căldură depinde puțin de densitatea fluxului de căldură și de dimensiunea încălzitorului. O creștere a presiunii duce la o creștere a a în ambele cazuri. Distrugerea fierberii peliculei și restabilirea fierberii nucleate (a doua criză de fierbere) pe suprafețele umede are loc în al doilea punct critic. densitatea fluxului termic q cr,2[ q cr.1 (Fig. 1). Crizele de fierbere sunt determinate în primul rând. hidrodinamic mecanism de pierdere a stabilității structurii stratului limită bifazic din apropierea peretelui. Criteriul hidrodinamic stabilitatea la fierbere are forma: , unde Dr diferența de densități de lichid și vapori. La o primă aproximare, la fierbere într-un volum mare de sat. lichid omogen cu vâscozitate scăzută k=const (pentru apă, alcool și o serie de alte medii k~0,14-0,16). În lichid, bazic masa tăieturii este subîncălzită până la punctul de fierbere cu cantitatea v = T boil -T l, parametrul q kp ~q kr, 10 (l + 0,1 ar p -0,75 K -1),

Orez. 1. Dependența densității fluxului de căldură de diferența de temperatură

D T=T și -T fierbe la fierbere într-un volum mare de lichid cu convecție liberă: 1 - modul cu bule; 2 - mod de tranziție, caracterizat printr-o modificare a structurii bulelor pe suprafața de încălzire printr-un strat continuu de vapori (film), din care se desprind bule mari de vapori; 3 - modul film, în care transferul de căldură prin radiație are loc și de la suprafața de încălzire la lichid prin stratul de vapori; linia dreaptă caracterizează a treia criză de fierbere. unde qcr,10 este densitatea fluxului de căldură la v=0, r p - raportul dintre densitățile vaporilor și lichidului, K=r/C p v - criteriul termic al tranziției de fază, C p - capacitatea de căldură în masă a lichidului, JDkg. LA). La presiuni scăzute, o a treia criză de fierbere este posibilă sub forma unei tranziții directe de la regimul de mișcare convectivă a fluidului la fierbere în peliculă dezvoltată. Această tranziție are un mecanism de cavitație în lanț și se realizează atunci când diferențele de temperatură de pe suprafața de încălzire și de fierbere satisfac condiția: unde l f și r f - resp. conductivitatea termică și densitatea lichidului supraîncălzit, g - accelerație liberă. cade. A patra criză de fierbere este asociată cu apariția termodinamicii. instabilitatea fazei lichide la atingerea unui anumit nivel critic. suprafata de incalzire. Critic Densitățile fluxurilor de căldură în timpul fierberii în canale depind în mod semnificativ de formele și dimensiunile acestora, de viteza curgerii lichidului și de conținutul de vapori al fluxului. Tiparele universale nu au fost încă stabilite aici. Când este liber Când lichidul se răspândește pe o suprafață fierbinte, așa-numitul stare sferoidă - lichidul atârnă deasupra suprafeței de încălzire sub influența dinamicii. rezistența aburului generat (Fig. 2). Timpul pentru evaporarea completă a unui anumit volum inițial de lichid este determinat de tipul de încălzitor.

Orez. 2. Forme de evaporare a unui lichid care se răspândește liber pe o suprafață fierbinte: iar într-o picătură care udă o suprafață nu foarte încălzită se produce fierbere nucleată; b temperatura peretelui a crescut, iar picătura ia formă sferică; c, pe măsură ce temperatura suprafeței de încălzire crește, picătura atârnă în stratul de vapori; d - odata cu cresterea volumului, picatura ia forma unui sferoid plat; Sferoidul mare suspendat în stratul de vapori, din care vaporii sunt evacuați prin bule în formă de cupolă.

În tehnologie. procesele folosesc ambele tipuri de fierbere la suprafață. De exemplu, fierberea filmului are loc în timpul întăririi lichide a metalului. produse. Proiectarea schimbătoarelor de căldură cu un flux de căldură forțat, specificat (cu eliberarea de căldură Joule, căldura de degradare spontană a combustibilului nuclear, în generatoare de abur etc.) se realizează pe baza modului de fierbere cu bule al lichidului de răcire. Apariția fierberii filmului, de ex. atunci când presiunea este eliberată, poate provoca o urgență. Termohidrodinamica soluțiilor de fierbere și a lichidelor pure este semnificativ diferită. Deci, pentru anumite soluții și emulsii este critic. densitatea fluxului termic depinde de

Fierberea este procesul de trecere a unei substanțe de la starea lichidă la starea gazoasă (vaporizarea într-un lichid). Fierberea nu este evaporare: diferă în ceea ce se poate întâmpla numai la o anumită presiune și temperatură.

Fierbere – încălzirea apei până la punctul de fierbere.

Fierberea apei este un proces complex care are loc în patru etape. Luați în considerare exemplul de fierbere a apei într-un vas de sticlă deschis.

La prima etapă Când apa fierbe, pe fundul vasului apar mici bule de aer, care pot fi văzute și la suprafața apei pe laterale.

Aceste bule se formează ca urmare a expansiunii micilor bule de aer care se găsesc în mici fisuri ale vasului.

La a doua etapă se observă o creştere a volumului bulelor: tot mai multe bule de aer ies la suprafaţă. Există abur saturat în interiorul bulelor.

Pe măsură ce temperatura crește, presiunea bulelor saturate crește, determinându-le să crească în dimensiune. Ca urmare, forța arhimediană care acționează asupra bulelor crește.

Datorită acestei forțe, bulele tind spre suprafața apei. Dacă stratul superior de apă nu a avut timp să se încălzească pana la 100 de grade C(și acesta este punctul de fierbere al apei pure fără impurități), apoi bulele se scufundă în straturi mai fierbinți, după care se repetă înapoi la suprafață.

Datorită faptului că bulele sunt în continuă scădere și creștere în dimensiune, în interiorul vasului apar unde sonore, care creează zgomotul caracteristic fierberii.

La a treia etapă Un număr mare de bule se ridică la suprafața apei, ceea ce provoacă inițial o ușoară tulburare a apei, care apoi „devine palidă”. Acest proces nu durează mult și se numește „fierbere albă”.

In cele din urma, la a patra etapă După fierbere, apa începe să fiarbă intens, apar bule mari de spargere și stropi (de regulă, stropii înseamnă că apa a fiert puternic).

Vaporii de apă încep să se formeze din apă, iar apa scoate sunete specifice.

De ce pereții „înfloresc” și ferestrele „plâng”? Foarte des, constructorii sunt de vină pentru acest lucru, deoarece au calculat incorect punctul de rouă. Citiți articolul pentru a afla cât de important este acest fenomen fizic și cum să scăpați de excesul de umezeală din casă?

Ce beneficii poate aduce apa topită celor care vor să slăbească? Veți afla despre asta; se dovedește că puteți pierde în greutate fără prea mult efort!

Temperatura aburului când apa fierbe ^

Aburul este starea gazoasă a apei. Când aburul intră în aer, acesta, ca și alte gaze, exercită o anumită presiune asupra acestuia.

În timpul procesului de formare a aburului, temperatura aburului și a apei va rămâne constantă până când toată apa se va evapora. Acest fenomen se explică prin faptul că toată energia (temperatura) este direcționată spre transformarea apei în abur.

În acest caz, se formează abur saturat uscat. Nu există particule foarte dispersate ale fazei lichide în astfel de vapori. De asemenea, aburul poate fi saturat umed si supraincalzit.

Abur saturat care conține particule în suspensie foarte dispersate din faza lichidă, care sunt distribuite uniform pe întreaga masă de abur, se numește abur saturat umed.

La începutul apei de fierbere, se formează un astfel de abur, care apoi se transformă în abur saturat uscat. Aburul, a cărui temperatură este mai mare decât temperatura apei clocotite, sau mai degrabă aburul supraîncălzit, poate fi obținut numai cu ajutorul echipamentelor speciale. În acest caz, un astfel de abur va fi aproape de gaz în caracteristicile sale.

Punctul de fierbere al apei sărate^

Punctul de fierbere al apei sărate este mai mare decât punctul de fierbere al apei proaspete. prin urmare apa sarata fierbe mai tarziu decat apa dulce. Apa sărată conține ioni Na+ și Cl-, care ocupă o anumită zonă între moleculele de apă.

În apa sărată, moleculele de apă se atașează de ionii de sare într-un proces numit hidratare. Legătura dintre moleculele de apă este mult mai slabă decât legătura formată în timpul hidratării.

Prin urmare, atunci când moleculele de apă dulce fierb, vaporizarea are loc mai repede.

Fierberea apei cu sare dizolvată va necesita mai multă energie, care în acest caz este temperatura.

Pe măsură ce temperatura crește, moleculele din apa sărată se mișcă mai repede, dar sunt mai puține, ceea ce le face să se ciocnească mai rar. Ca urmare, se produce mai puțin abur, a cărui presiune este mai mică decât cea a aburului de apă dulce.

Pentru ca presiunea din apa sărată să devină mai mare decât presiunea atmosferică și să înceapă procesul de fierbere, este necesară o temperatură mai mare. Când adăugați 60 de grame de sare la 1 litru de apă, punctul de fierbere va crește cu 10 C.

Oleg

Și aici au făcut o greșeală cu 3 ordine de mărime: „Căldura specifică de evaporare a apei este de 2260 J/kg”. kJ corect, adică de 1000 de ori mai mult.

Nastya

Ce explică punctul de fierbere ridicat al apei?
Ce face ca apa să fiarbă la temperaturi ridicate?

IamJiva

Aburul supraîncălzit este aburul cu o temperatură peste 100C (bine, dacă nu ești la munte sau la vid, ci în condiții normale), se obține prin trecerea aburului prin tuburi fierbinți, sau, mai simplu, dintr-o soluție de sare clocotită. sau alcalii (periculoși - alcalii sunt mai puternici decât Na2CO3 (de exemplu potasiu - K2CO3 de ce reziduurile de NaOH devin inofensive pentru ochi într-o zi sau două, spre deosebire de reziduurile de KOH carbogazoase în aer) saponifică ochii, nu uitați să purtați ochelari de înot! ), dar astfel de soluții se fierb în rafale, aveți nevoie de oale care fierbe și un strat subțire pe fund, se poate adăuga apă la fierbere, doar că fierbe.
Deci din apa sarata clocotita se poate obtine abur cu o temperatura de aproximativ 110C, nu mai rau decat la fel de la o conducta fierbinte de 110C, acest abur contine doar apa si se incalzeste, nu-si aminteste cum, dar are “rezerva de putere”. ” de 10C comparativ cu aburul dintr-un ibric cu apă dulce.
Se poate numi uscat, pentru că... încălzirea (prin contactul ca într-o țeavă, sau chiar prin radiație, caracteristică nu numai soarelui, ci și oricărui corp într-un anumit grad (dependent de temperatură)) a unui obiect, aburul poate, după ce s-a răcit la 100C, rămâne totuși un gaz, și doar răcirea ulterioară sub 100C va provoca condensarea sa într-o picătură de apă și aproape un vid (presiunea aburului saturat de apă este de aproximativ 20 mm Hg de la 760 mm Hg (1 atm), adică de 38 de ori mai mică decât presiunea atmosferică, acest lucru se întâmplă și cu aburul nesupraîncălzit, saturat, cu o temperatură de 100 C într-un vas încălzit (fierbător dintr-un gura care iese la abur), și nu numai cu apă, ci cu orice substanță care fierbe, de exemplu, eterul medicinal fierbe deja la temperatura corpului , și poate fierbe într-un balon în palmă, din gâtul căruia se vor „fonte”, refractând lumina vizibil, dacă acum închideți balonul cu a doua palmă și îndepărtați încălzirea palmei inferioare, înlocuind-o cu un la o temperatură sub 35C, eterul se va opri din fierbere, iar aburul său saturat, care a împins tot aerul din balon în timpul fierberii, se va condensa într-o picătură de eter, creând un vid nu mai puternic decât cel din care eterul. fierbe, adică aproximativ egală cu presiunea vaporilor saturați ai eterului la temperatura punctului cel mai rece din interiorul balonului, sau un al doilea vas sau furtun atașat fără scurgeri cu capătul îndepărtat închis, așa se face dispozitivul Kriofor este proiectat, demonstrând principiul unui perete rece, precum Velcro dulci - albine, captând toate moleculele de vapori din sistem.(„Alcoolul în vid” este condus în acest fel, fără încălzire)

Procesul de fierbere a apei constă din trei etape:
- începutul primei etape - bule de aer minuscule sar de pe fundul ibricului sau al oricărui alt vas în care apa este adusă la fierbere și apar noi formațiuni de bule pe suprafața apei. Treptat, numărul acestor bule crește.

- Pe al doilea etapa apei clocotite are loc o creștere rapidă masivă a bulelor în sus, provocând la început o ușoară turbiditate a apei, care apoi se transformă în „albire”, în care apa arată ca un curent de izvor. Acest fenomen se numește fierbere cheie albăși extrem de de scurtă durată.

– a treia etapă este însoțită de procese intense de fierbere a apei, apariția unor bule mari de spargere și stropi la suprafață. O cantitate mare de stropi înseamnă că apa a fiert prea mult.

Apropo, dacă vă place să beți ceai preparat cu apă naturală curată, atunci puteți plasa o comandă pentru acest lucru fără a părăsi acasă, pe site-ul web, de exemplu: http://www.aqualader.ru/. După care firma de livrare a apei vă va livra acasă.

Observatorii obișnuiți au observat de mult faptul că toate cele trei etape ale apei de fierbere sunt însoțite de diverse sunete. Apa la prima etapă scoate un sunet subțire abia audibil. În a doua etapă, sunetul se transformă în zgomot, care amintește de zumzetul unui roi de albine. La a treia etapă, sunetele apei clocotite își pierd uniformitatea și devin ascuțite și zgomotoase, crescând haotic.

Toate etapa apei clocotite sunt ușor de verificat prin experiență. După ce am început încălzirea apei într-un recipient de sticlă deschis și măsurarea periodică a temperaturii, după o perioadă scurtă de timp vom începe să observăm bule care acoperă fundul și pereții recipientului.

Să aruncăm o privire mai atentă la bula care apare în partea de jos. Creștendu-și treptat volumul, bula mărește și zona de contact cu apa care se încălzește, care nu a atins încă o temperatură ridicată. Ca urmare a acestui fapt, aburul și aerul din interiorul bulei sunt răcite, drept urmare presiunea lor scade, iar gravitația apei sparge bula. În acest moment apa scoate un sunet caracteristic fierberii, care apare din cauza ciocnirii apei cu fundul recipientului în acele locuri în care bulele izbucnesc.

Pe măsură ce temperatura din straturile inferioare de apă se apropie de 100 de grade Celsius, presiunea intrabule se egalizează cu presiunea apei asupra acestora, drept urmare bulele se extind treptat. O creștere a volumului bulelor duce, de asemenea, la o creștere a forței de flotabilitate asupra acestora, sub influența căreia cele mai voluminoase bule se desprind de pereții recipientului și se ridică rapid în sus. Dacă stratul superior de apă nu a atins încă 100 de grade, atunci bula, căzând în apă mai rece, pierde o parte din vaporii de apă care se condensează și intră în apă. În acest caz, bulele scad din nou în dimensiune și cad sub influența gravitației. Aproape de partea de jos, ele câștigă din nou volum și se ridică în sus, iar aceste modificări ale dimensiunii bulelor creează zgomotul caracteristic apei clocotite.

Până când întregul volum de apă ajunge la 100 de grade, bulele care se ridică nu mai scad în dimensiune, ci izbucnesc chiar la suprafața apei. În acest caz, aburul este eliberat în exterior, însoțit de un sunet caracteristic de gâlgâit - asta înseamnă că apa fierbe. Temperatura la care un lichid ajunge la fierbere depinde de presiunea experimentată de suprafața sa liberă. Cu cât această presiune este mai mare, cu atât temperatura necesară este mai mare și invers.

Apa fierbe la 100 de grade Celsius este un fapt binecunoscut. Dar merită luat în considerare faptul că această temperatură este valabilă doar la presiunea atmosferică normală (aproximativ 101 kilopascali). Pe măsură ce presiunea crește, crește și temperatura la care lichidul ajunge la fierbere. De exemplu, în oala sub presiune, alimentele sunt gătite sub presiune care se apropie de 200 de kilopascali, la care punctul de fierbere al apei este de 120 de grade. În apă la această temperatură, gătitul se desfășoară mult mai repede decât la temperatura normală de fierbere - de unde și numele cratiței.

În consecință, o scădere a presiunii scade și punctul de fierbere al apei. De exemplu, locuitorii din regiunile muntoase, care trăiesc la o altitudine de 3 kilometri, obțin apă de fierbere mai repede decât locuitorii din câmpie - toate etapele de fierbere a apei au loc mai repede, deoarece aceasta necesită doar 90 de grade la o presiune de 70 de kilopascali. Dar locuitorii munților nu pot fierbe, de exemplu, un ou de găină, deoarece temperatura minimă la care se coagulează albul este exact de 100 de grade Celsius.