Եռացումը նյութի ագրեգատային վիճակի փոփոխման գործընթացն է։ Երբ խոսում ենք ջրի մասին, նկատի ունենք հեղուկից գոլորշու փոփոխությունը։ Կարևոր է նշել, որ եռալը գոլորշիացում չէ, որը կարող է առաջանալ նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում: Նաև մի շփոթեք եռման հետ, որը ջրի որոշակի ջերմաստիճանի տաքացման գործընթացն է։ Այժմ, երբ հասկացանք հասկացությունները, կարող ենք որոշել, թե ինչ ջերմաստիճանում է ջուրը եռում։
Գործընթաց
Ագրեգացիայի վիճակը հեղուկից գազային փոխակերպելու գործընթացը բարդ է։ Եվ չնայած մարդիկ դա չեն տեսնում, կան 4 փուլ՝
- Առաջին փուլում ջեռուցվող տարայի հատակին փոքրիկ պղպջակներ են գոյանում։ Դրանք կարելի է տեսնել նաև կողքերին կամ ջրի մակերեսին։ Դրանք ձևավորվում են օդային փուչիկների ընդլայնման պատճառով,որոնք միշտ հայտնաբերվում են տարայի ճեղքերում, որտեղ ջուրը տաքացվում է։
- Երկրորդ փուլում մեծանում է փուչիկների ծավալը։ Նրանք բոլորը սկսում են շտապել դեպի մակերես, քանի որ նրանց ներսում հագեցած գոլորշի է, որն ավելի թեթև է, քան ջուրը: Ջեռուցման ջերմաստիճանի բարձրացմամբ փուչիկների ճնշումը մեծանում է, և Արքիմեդյան հայտնի ուժի շնորհիվ դրանք մղվում են մակերես։ Հատկանշական փրփրացող ձայնը կարելի է լսել, երբ փուչիկները շարունակ մեծանում և փոքրանում են:
- Երրորդ փուլում մակերեսի վրա նկատվում են մեծ քանակությամբ պղպջակներ։ Սա սկզբում ջրի մեջ ամպամածություն է առաջացնում: Այս գործընթացը հանրաճանաչորեն կոչվում է «սպիտակ բանալին եռացնել» և այն կարճ ժամանակ է տևում։
- Չորրորդ փուլում ջուրը ինտենսիվ եռում է, մակերեսին հայտնվում են մեծ պայթող փուչիկներ, հնարավոր է շաղ տալ։ Ամենից հաճախ, շաղ տալը նշանակում է, որ հեղուկը հասել է առավելագույն ջերմաստիճանի: Ջրից գոլորշի կսկսի դուրս գալ։
Հայտնի է, որ ջուրը եռում է 100 աստիճան ջերմաստիճանում, ինչը հնարավոր է միայն չորրորդ փուլում։
Գոլորշու ջերմաստիճան
Գոլորշին ջրի վիճակներից մեկն է։ Երբ այն մտնում է օդ, ապա, ինչպես մյուս գազերը, որոշակի ճնշում է գործադրում նրա վրա։ Գոլորշացման ընթացքում գոլորշու և ջրի ջերմաստիճանը մնում է անփոփոխ, մինչև ամբողջ հեղուկը փոխի իր ագրեգացման վիճակը: Այս երեւույթը կարելի է բացատրել նրանով, որ եռալիս ողջ էներգիան ծախսվում է ջուրը գոլորշու վերածելու վրա։
Եռման հենց սկզբում խոնավհագեցած գոլորշի, որը ամբողջ հեղուկի գոլորշիացումից հետո դառնում է չոր: Եթե նրա ջերմաստիճանը սկսում է գերազանցել ջրի ջերմաստիճանը, ապա այդպիսի գոլորշին գերտաքանում է, և իր բնութագրերով այն ավելի մոտ կլինի գազին։
Եռացող աղաջուր
Հետաքրքիր է իմանալ, թե ինչ ջերմաստիճանում է եռում աղի մեծ պարունակությամբ ջուրը։ Հայտնի է, որ այն պետք է ավելի բարձր լինի բաղադրության մեջ Na+ և Cl- իոնների պարունակության պատճառով, որոնք տարածք են զբաղեցնում ջրի մոլեկուլների միջև։ Աղով ջրի այս քիմիական բաղադրությունը տարբերվում է սովորական թարմ հեղուկից։
Բանն այն է, որ աղի ջրում տեղի է ունենում հիդրացիոն ռեակցիա՝ ջրի մոլեկուլները աղի իոններին միացնելու գործընթացը։ Քաղցրահամ ջրի մոլեկուլների միջև կապն ավելի թույլ է, քան խոնավացման ժամանակ առաջացածները, ուստի լուծված աղով հեղուկը եռացնելուց ավելի երկար կպահանջվի: Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ աղ պարունակող ջրի մոլեկուլներն ավելի արագ են շարժվում, բայց դրանք ավելի քիչ են, ինչի պատճառով նրանց միջև բախումները ավելի հազվադեպ են լինում։ Արդյունքում քիչ գոլորշի է արտադրվում, և դրա ճնշումը, հետևաբար, ավելի ցածր է, քան քաղցրահամ ջրի գոլորշու գլուխը: Հետեւաբար, լիարժեք գոլորշիացման համար պահանջվում է ավելի շատ էներգիա (ջերմաստիճան): Միջին հաշվով 60 գրամ աղ պարունակող մեկ լիտր ջուրը եռացնելու համար անհրաժեշտ է ջրի եռման ջերմաստիճանը բարձրացնել 10%-ով (այսինքն՝ 10 C-ով):.
Եռման կախվածությունը ճնշումից
Հայտնի է, որ լեռներում, անկախ ջրի քիմիական բաղադրությունից, եռման ջերմաստիճանն ավելի ցածր կլինի։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ մթնոլորտային ճնշումը բարձրության վրաստորև. Նորմալ ճնշումը համարվում է 101,325 կՊա: Դրանով ջրի եռման կետը 100 աստիճան Ցելսիուս է։ Բայց եթե դուք բարձրանաք լեռ, որտեղ ճնշումը միջինում 40 կՊա է, ապա ջուրը այնտեղ կեռա 75,88 C: Բայց դա չի նշանակում, որ լեռներում ճաշ պատրաստելը կտևի գրեթե կեսը: Ապրանքների ջերմային մշակման համար անհրաժեշտ է որոշակի ջերմաստիճան։
Ենթադրվում է, որ ծովի մակարդակից 500 մետր բարձրության վրա ջուրը կեռա 98,3 C, իսկ 3000 մետր բարձրության վրա եռման ջերմաստիճանը կկազմի 90 C:
Նշենք, որ այս օրենքը գործում է նաև հակառակ ուղղությամբ։ Եթե փակ կոլբայի մեջ հեղուկ են դնում, որի միջով գոլորշին չի կարող անցնել, ապա երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է և գոլորշի է գոյանում, ճնշումն այս կոլբայի մեջ կաճի, իսկ բարձր ճնշման դեպքում եռումը տեղի կունենա ավելի բարձր ջերմաստիճանում: Օրինակ՝ 490,3 կՊա ճնշման դեպքում ջրի եռման կետը կլինի 151 C։
Եռացող թորած ջուր
Թորած ջուրը զտված ջուր է՝ առանց որևէ աղտոտման: Այն հաճախ օգտագործվում է բժշկական կամ տեխնիկական նպատակներով: Հաշվի առնելով, որ նման ջրի մեջ աղտոտվածություն չկա, այն չի օգտագործվում ճաշ պատրաստելու համար։ Հետաքրքիր է նշել, որ թորած ջուրն ավելի արագ է եռում, քան սովորական քաղցրահամ ջուրը, սակայն եռման կետը մնում է նույնը՝ 100 աստիճան։ Այնուամենայնիվ, եռման ժամանակի տարբերությունը նվազագույն կլինի՝ վայրկյանի ընդամենը մի մասնիկ։
Թեյնիկում
Հաճախ մարդիկ զարմանում ենինչ ջերմաստիճանում է ջուրը եռում թեյնիկում, քանի որ հենց այս սարքերն են օգտագործում հեղուկը եռացնելու համար։ Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ բնակարանում մթնոլորտային ճնշումը հավասար է ստանդարտին, իսկ օգտագործվող ջուրը չի պարունակում աղեր և այլ կեղտեր, որոնք չպետք է լինեն, ապա եռման ջերմաստիճանը նույնպես կլինի ստանդարտ՝ 100 աստիճան։ Բայց եթե ջուրը պարունակում է աղ, ապա եռման ջերմաստիճանը, ինչպես արդեն գիտենք, ավելի բարձր կլինի։
Եզրակացություն
Այժմ դուք գիտեք, թե ինչ ջերմաստիճանում է ջուրը եռում, և ինչպես է մթնոլորտային ճնշումը և հեղուկ բաղադրությունը ազդում այս գործընթացի վրա: Սրանում ոչ մի բարդ բան չկա, և երեխաները նման տեղեկատվություն ստանում են դպրոցում։ Հիմնական բանը, որ պետք է հիշելն այն է, որ ճնշման նվազման դեպքում հեղուկի եռման կետը նույնպես նվազում է, և երբ այն բարձրանում է, այն նույնպես մեծանում է։
Համացանցում կարող եք գտնել բազմաթիվ տարբեր աղյուսակներ, որոնք ցույց են տալիս հեղուկի եռման կետի կախվածությունը մթնոլորտային ճնշումից: Դրանք հասանելի են բոլորին և ակտիվորեն օգտագործվում են դպրոցականների, ուսանողների և նույնիսկ ինստիտուտների ուսուցիչների կողմից:
