Температура пара при кипении воды: Парообразование: насыщенный и перегретый пар

Температура пара при кипении воды: Парообразование: насыщенный и перегретый пар

Содержание

Пар — простое объяснение процесса парообразования

Представим себе добрый старый чайник дома на плите. Заполненным водой мы ставим его на конфорку и включаем подачу тепла. Спустя некоторое время начинается парообразование и пар выделяется из носика чайника. Что же происходит в заполненном водой чайнике с момента начала теплового воздействия до момента выхода пара из него?


Как только чайник был установлен на конфорку, начинается процесс теплопередачи, в нашем случае от газовой горелки под чайником. По мере повышения температуры воды на стенках чайника образуются пузырьки газа. Через некоторое время эти пузырьки поднимаются на поверхность воды. При этом выводятся растворенные в воде газы, а также воздух.

Наблюдение 1


В зависимости от того, как быстро поднимается температура воды, снижается растворимость содержащихся в ней газов. Этого феномена коснемся при описании процессов в деаэраторе.


В процессе нагрева воды сначала образуются небольшие пузырьки на дне котла. Эти пузырьки также поднимаются, однако исчезают еще до достижения поверхности воды. В этом случае речь идет не о пузырьках газа, а о небольших пузырьках пара, который конденсируется, как только достигает более холодного слоя воды. Температура воды у дна составляет теперь 100°С, однако в верхних слоях еще нет. Заметно, что по истечении некоторого времени пузырьки пара достигают верхних слоев воды. По мере повышения температуры воды в котле становится также отчетливо заметным подъем уровня воды. Начиная с момента, когда образуются пузырьки пара, уровень воды значительно повышается.

Наблюдение 2


Вода расширяется по мере нагревания.


Общий объем паровых пузырьков в 1700 раз больше объема воды, из которого эти пузырьки образуются.


В момент времени «Х» температура всего содержимого котла достигает значения 100°С. Периодически поднимаются пузырьки пара на поверхность воды и покидают водяное пространство. Вода начинает кипеть и пар выходит из котла. Измерения температуры котловой воды и исходящего пара показывают одно и то же значение, а именно 100°С.


Если увеличить подвод тепловой энергии (например, открытием газовой арматуры), то количество пузырьков пара будет увеличиваться. Если и дальше увеличивать подвод тепловой энергии, то не смотря на это температура воды и отделяющегося пара будет оставаться на уровне 100°С, потому что атмосферное давление не изменяется.

Наблюдение 3


При атмосферных условиях, а именно при атмосферном давлении 1031 мбар вода испаряется при температуре 100°С. При атмосферных условиях и температуре более 100°С вода может находиться в агрегатном состоянии жидкости. Пар, образующийся из воды с температурой 100°C, имеет такую же температуру как и вода.


Если рассмотреть весь тепловой процесс, то можно установить, что вода на стадии испарения находится в состоянии, которое называется «насыщенной водой». В этом состоянии вода не может более принимать энергию без изменения ее агрегатного состояния (например испарения). Энтальпия (теплосодержание) воды в этом состоянии определяется как ее тепловая энергия насыщения и обозначается символом h’.


При дальнейшем нагревании вода начинает испаряться. Чтобы продолжить этот процесс и довести его до состояния полного испарения, необходимо передать жидкости гораздо большее количество тепловой энергии, чем ее теплосодержание насыщения. Это понятие «теплота парообразования» обозначается символом r. Общая энтальпия полученного пара определяется суммой теплосодержания насыщенной воды и теплоты парообразования и обозначается символом h”:

h” = h’ + r


Уже упоминалось, что при нормальных атмосферных условиях при 1013 мбар температура кипения составляет 100°С. При давлении 1000 мбар (1 бар) вода начинает испаряться уже при 99,6°С. Далее для упрощения и лучшего понимания принято, что испарение воды при давлении 1 бар происходит при температуре 100°С.


Источник: «Рекомендации по применению оборудования ARI. Практическое руководство по пару и конденсату. Требования и условия безопасной эксплуатации. Изд. ARI-Armaturen GmbH & Co. KG 2010»
/p>


Получить консультацию и приобрести оборудование ARI-Armaturen можно по телефону (495) 268-0-242.

При какой температуре вода превращается в пар

Вода испаряется в пар при любой температуре. А насколько интенсивно и быстро выделяется пар из воды, зависит от многих условий.

От чего зависит интенсивность парообразования

Все вещества состоят из молекул, которые имеют энергию и постоянно движутся. Те из них, которые набрали большую скорость и находятся у границы, могут вырваться. И не важно, при какой температуре вода выделяет пар даже самая холодная жидкость.

Внешнее давление воздуха – это важный критерий. Чем он выше, тем плотнее и быстрее движутся молекулы воздуха. Они «заталкивают» внутрь вылетевшие частички. Теперь нужно обладать большей энергией, повысится значение, при какой температуре появляется пар от воды. Именно это объясняет зависимость точки кипения от давления. Скорость испарения при высоком давлении ниже. Повысится значение, при какой температуре идет пар от воды. Выскочившие с поверхности жидкости молекулы сталкиваются с частичками воздуха. Если им не хватит скорости они вернуться обратно. Насыщенный пар конденсируется в воду. Чем выше энергия воздушных молекул и чем их больше, тем ниже будет испарение. Так происходит при образовании тумана. «Горячие» молекулы воды, сталкиваются с холодным воздухом и отдают энергию. Они переходят в жидкое состояние. Туман, это конденсированный пар. Вспомним завесу над еще не замерзшим озером в холодный день.

Чем больше нагрета жидкость или газ, тем выше энергия частиц. Нагрев повышает скорость парообразования. Все помним, что горячий чай быстрее остывает на морозе. При какой температуре вода превращается в пар с большей скоростью, зависит от разности нагревания чая и внешней среды.

Большие открытые площади будут больше испарять.

Вывод

Вода становится паром при любой температуре, но вот скорость образования зависит от:

1. Разности температуры жидкости и внешней среды;

2. Нагревание ускоряет испарение;

3. Чем больше площадь, тем интенсивнее процесс;

4. При высоком внешнем давлении скорость испарения снижается.

Кипение воды и образование пара

Нагревание на огне, дает энергию нижним слоям жидкости. Эти высокоэнергичные частички начинают собираться вместе в пузырьки и поднимаются вверх. По дороге теряют свою энергию, передавая ее окружающим частичкам. Происходит нагревание.

И вот уже пузырек вырвался с поверхности. Какая температура пара при кипении зависит от внешних условий. При нормальном давлении и 20 градусах С, принято считать, что Ткипения воды = 100 0С. Вырвавшиеся молекулы имеют такую же Т и энергию.

Урок в 8-м классе «Кипение»

Цель урока:  Изучить процесс парообразования – кипение. Осмыслить общее и различие в процессах испарения и кипения.

Оборудование:  колба с водой, спиртовка, горючее, насос, таблица, ацетон в пробирке, термометр, таблица «Что надо знать о явлении».

Цели:
Образовательные: Обеспечение восприятия, осмысления и первичные запоминание знаний, связей между явлениями испарения и кипения, выявление пробелов, неверных представлений и их коррекция.
Развивающие:     Обеспечение мотивации и принятия учащимися цели учебно-познавательной деятельности, актуализация опорных знаний и умений.
Воспитательные:   На данном уроке идет формирование умения наблюдать, оно важно для подготовки учащихся к практической деятельности выполнения экспериментальных работ. Восприятие, мышление и речь учащихся объединяются при наблюдении в единый процесс умственной деятельности.

Учитель: Вещества могут находиться 3-х агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном. (Например: лед, вода, водяной пар). При определенных условиях вещества могут переходить из одного агрегатного состояния в другое.

Твердые тела могут переходить в жидкое состояние (рис.1).  Этот процесс называется плавлением.

Жидкости – в газообразное состояние (рис.2). Этот процесс называется парообразованием.

Твердые тела тоже могут переходить в газообразное  состояние. Это процесс называется сублимацией. (Лед испаряется →белье сохнет на морозе).

Мы знаем два способа перехода жидкости в газообразное состояние – испарение и кипение. Процесс испарения мы с вами изучали на прошлом уроке, а кипение – эта тема сегодняшнего урока. Но вначале мы с вами проведем фронтальный опрос по пройденной теме. По вашим ответам можно будет установить правильность и осознанность усвоения процесса испарения. По количеству поднятых рук, дополнений, можно судить о вашей подготовке к уроку. Ну и ваши ответы, ваше внимание помогут вам усвоить тему «Кипение». Итак, внимание.

Учитель: Какое явление называется испарением ?

      • Парообразование, происходящее с поверхности жидкости называется испарением.

Учитель: Каковы внешние признаки процесса испарения?

      • В открытом сосуде масса жидкости вследствие испарения уменьшается.

Учитель: От каких причин зависит и как зависит скорость испарения жидкости?

  • От рода вещества: одни жидкости испаряются быстро (спирт), другие медленно (масло растительное). Причина: различная сила притяжения между молекулами.
  • От температуры: чем больше t , тем процесс испарения протекает быстрее.
  • Наличие ветра над поверхностью жидкости. При ветре процесс испарения увеличивается.
  • От площади поверхности жидкости. Чем больше площадь поверхности, тем быстрее скорость испарения жидкости. 

Учитель: Почему испарение может происходить при любой t? А испаряющаяся жидкость охлаждается? На каком опыте это можно доказать?

  •    При любой t найдутся молекулы, у которых скорость, а следовательно и кинетическая энергия будет больше средней кинетической энергии остальных молекул. Они то и покидают жидкость при испарении, а средняя кинетическая энергия остающихся в жидкости молекул уменьшается. И если нет притока энергии к жидкости извне, испаряющаяся жидкость охлаждается. Например, если спиртом или эфиром смочить руку, то мы будем ощущать охлаждение. (Можно прослушать дополнительный материал, подготовленный учащимися об учитывании процесса испарения в практической жизни).

Учитель: На доске записано определение процесса кипения, а также план изложения нового материала.
 Кипение – это процесс перехода жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре.
«Что надо знать о явлении».

  1. Внешние признаки явления.
  2. Условия, при которых протекает  явление.
  3. Сущность явления и механизм его протекания.
  4. Определение явления.
  5. Связь данного явления с другими.
  6. Использование явления на практике.

Опыт 1.

Учитель.    Будем нагревать воду в открытом сосуде.

При нагревании испарение с поверхности  воды усиливается – появляется туман: это водяной пар конденсируется в воздухе  при охлаждении. Сам пар невидим.

На рис.4 можно увидеть изменения, происходящие с пузырьками воздуха внутри жидкости при нагревании от комнатной температуры  до температуры кипения.
Учитель: Проследим за ростом одного из пузырьков, образовавшегося на дне сосуда
      (Рис.4 А).

Что это за пузырьки?

  • Это растворенный в воде воздух.

Учитель. При нагревании излишек воздуха выделяется из воды в виде пузырьков. Внутрь этих пузырьков и происходит испарение. Они оседает на микроцарапинах на стенках сосуда.
Учитель. По мере нагревания воды пузырьки становятся крупнее, многочисленнее. Почему они поднимаются вверх?

  • На них действует сила Архимеда.

Учитель. Увеличение объема пузырька приводит к увеличению силы Архимеда.

F = rж qV, которая заставляет его оторваться. (Рис. 4Б).

Поднимающийся пузырек, попадая в верхние, более холодные слои воды, уменьшаются в размере, т. к. содержащийся в нем пар конденсируется, и пузырек захлопывается  Рис. 4.В). Захлопывание пузырька происходит быстро. Быстрые изменения объема пузырьков вызывают характерный шум жидкости перед ее кипением. Это явление называют кавитацией.

Наконец, когда вся вода прогреется, поднимающиеся пузырьки не будут уменьшаться в размере и достигают поверхности, выбрасывая пар во внешнее пространство. Рис. 4.Г). Шум при этом прекращается и начинается «бульканье» — вода закипела. Температура пара кипящей жидкости и есть температура кипения. Следовательно, жидкость кипит при такой температуре, при которой давление пара внутри пузырька равно внешнему давлению. Температура кипения — эта температура при которой жидкость кипит.
Температура кипения  различных жидкостей С

(при нормальном атмосферном давлении).



Водород
Кислород
Молоко
Эфир
Спирт
-253

-183

100

35

78
Вода
Ртуть
Свинец
Медь
железо
100

357

1740

2567

2750

Учитель. Какова температура кипения воды? Спирта? Эфира? Ацетона?

  • 100оС, 78оС, 35оС, 57оС – при нормальном атмосферном давлении.

Учитель. При кипении температура жидкости не изменятся, а только увеличивается процесс парообразования.  С увеличением атмосферного давления температура кипения жидкости повышается, а с его уменьшением — понижается. Этот вывод подтверждается опытом.
Опыт 2. Кипение воды при пониженном давлении. Рис.5

На рис.6 приведен график зависимости температуры кипения воды от внешнего давления.

Вода кипит при 100 С только при нормальном атмосферном давлении. При давлении 10 атм. температура кипения поднимается до 180 С. А на высоких горах, где атм. давление равно, например, 350 мм. рт. ст., вода закипает уже при 80 С. Если же внешнее давление снизить до 4,5мм. рт. ст., то вода будет кипеть при 0 С. Зависимость температуры кипения от внешнего давления используется:

а) в медицине; б) в жизни; в) в производстве.

а) В медицинских учреждениях в герметически закрытых сосудах – автоклавах t кипения значительно выше 100оС. Автоклавы применяют для стерилизации хирургических инструментов, т.к. не все микробы погибают при 100оС.

б) При подъеме в горы атмосферное давление уменьшается, поэтому уменьшается t кипения. На высоте 7134 м (пик Ленина на Памире) вода кипит при 70оС. Сварить мясо в этих условиях невозможно.

в) Выпаривание сахарного сиропа при пониженном давлении и низкой t в сахарном производстве, чтобы не подгорел сахар.
Учитель. При неизменном внешнем давлении температура кипящей жидкости не повышается, даже если продолжать подвод тепла, т. к. подводимая энергия идет на образование пара. Поэтому ожоги паром опаснее, чем кипятком.
Опыт 3. Наблюдение явления кипения ацетона. (Опустить пробирку с ацетоном в горячую воду и пронаблюдать кипение ацетона. Ацетон кипит при температуре 52 С).

При наблюдении кипения ацетона использовать 1-6 пункты «Что надо знать о явлении» и рассказать процесс кипения ацетона согласно указанным пунктам, т. е

вначале образуются мелкие пузырьки воздуха на дне и стенках сосуда, а затем внутри всего объема жидкости. С увеличением температуры объемы пузырьков возрастают и они начинают подниматься вверх. На поверхности жидкости пузырьки лопаются, находящийся в них водяной пар выходит в атмосферу-жидкость кипит (кипение-процесс объемный).
Учитель.  Каковы отличительные признаки процесса испарения от процесса кипения?

Заполняется на доске таблица.



ИспарениеКипение
1. при любой t

2. процесс поверхности (т.е. происходит с поверхности жидкости)

1. при определенной t. Например, вода при 100оС при норм. атм. давл.

2. Процесс объемный

Учитель. Для различных жидкостей одной и той же массы требуется различное количество теплоты для обращения их в пар при t кипения.

l — удельная теплота парообразования  — физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость в пар массой 1кг без изменения t. 
Удельная теплота парообразования некоторых веществ, Дж/кг

(при температуре кипения и нормальном атмосферном давлении)



Вода
Аммиак (жидкий)
Спирт
2,3 ∙ 106

1,4 ∙ 106

0,9 ∙ 106
Эфир
Ртуть
Воздух (жидкий)
0,4 ∙ 106

0,3 ∙ 106

0,2 ∙ 106

Учитель. Что означает lв=2,3 ∙106?

  • для того, чтобы 1кг воды при 100оС превратить в пар, требуется 2,3∙106Дж теплоты.

Учитель. А сколько энергии потребуется для превращения в пар 2кг воды при t кипения?

  • в два раза больше, т.е. 4,6 10 Дж

Учитель. Следовательно, количество теплоты для парообразования m кг жидкости при температуре кипения этой жидкости будет иметь вид: Q=l∙m
Учитель. Соприкасаясь с холодным предметом, водяной пар конденсируется, при этом выделяется энергия, поглощенная при образовании пара. Точные опыты показывают, что конденсируясь, пар отдает то количество энергии, которое пошло на его образование. Количество теплоты, выделяющееся при конденсации, определяется той же формулой.

Q= -l ∙m

Задача. Какое количество теплоты требуется для превращения воды массой 300г, взятой при температуре 20оС в пар.

Дано: m=0,3кг

Изобразим процесс нагревания воды и процесс кипения на графике Рис.7.

Учитель. Что происходит на участке графика АВ?

  • Нагревание воды от 20оС до 100оС.

Учитель. Как определить Q при нагревании воды от 20оС до 100оС.

Д/З §19,20. Упр. 11(4).

Если останется время, проводится проверочная работа на 12 -15 минут.

К уроку:

1. Таблица («Что надо знать о явлении»)

2. Опыт 1. Процесс кипения (колба с водой, насос, термометр, пробка, горючее).

3. Опыт 2. Кипение воды при пониженном давлении.

4. Опыт 3. (Сосуд с горячей водой – 70-75о, пробирки с ацетоном, сверху закрыт ватой).

5. Тестовые работы 2-х видов на 2 варианта.

а) Качественные задачи по проверке усвоения теоретического материала – 6 мин.

б) Графическое распознавание процессов плавления, отвердения, кипения – 6 мин.

Чем отличается насыщенный пар от перегретого?

По мере нагревания воды в котле температура ее повышается до 100° С, вода закипает и образуется некоторое количество пара, который заполняет свободный от воды объем. Такой пар, образующийся в герметически закрытом котле в присутствии воды, называется насыщенным. При этом температура выделенного пара также будет около 100° С, а давление — 1 кГс/см2.

Одно из свойств насыщенного пара заключается в том, что при определенном давлении он имеет соответствующие этому давлению температуру, теплосодержание и плотность. При дальнейшем нагревании воды в закрытом котле количество пара и плотность его будут увеличиваться, а следовательно, будет возрастать и давление пара. Но благодаря указанному выше свойству насыщенного пара с увеличением

плотности и давления будет возрастать и температура пара. Зависимость между давлением, температурой и плотностью насыщенного пара приведена в табл. 4.

Таблица 4

С повышением температуры плотность пара будет возрастать, а с понижением температуры часть пара превратится в воду (сконденсируется), и оставшийся пар будет иметь плотность, соответствующую новой температуре.

Свойство насыщенного пара — с понижением температуры превращаться в воду, т. е. конденсироваться, является его большим недостатком. Соприкасаясь, например, с холодными стенками цилиндров, конденсируется и в цилиндрах скопляется вода. Конденсация вызывает большие потери тепла при протекании пара в паропроводах и цилиндрах, а скопление воды может повлечь повреждения деталей машины.

Если насыщенный пар, полученный в котле паровоза, продолжать нагревать в отдельном объеме, не имеющем воды, то получится перегретый пар. При этом сначала испарится влага, содержащаяся в паре, а затем начнется повышение температуры и увеличение удельного его объема. Перегретый пар обладает следующими основными свойствами и преимуществами:

а) при одинаковом давлении с насыщенным паром имеет значительно большую температуру и теплосодержание;

б) имеет больший удельный объем в сравнении с насыщенным паром, т. е. объем 1 кг перегретого пара при том же давлении больше объема 1 кг насыщенного пара. Поэтому при тех же размерах цилиндров машины для получения необходимой мощности потребуется перегретого пара по массе меньше, что дает экономию в расходе воды и топлива;

в) перегретый пар при охлаждении не конденсируется, в связи с чем уменьшается теплообмен со стенками цилиндров; конденсация наступает лишь тогда, когда температура перегретого пара упадет до температуры насыщенного пара при данном давлении.

Чем выше температура перегрева пара, тем экономичнее работает паровоз. Считают, что повышение температуры перегрева пара на 10° С дает примерно 1% экономии топлива. На современных паровозах температура перегрева пара колеблется в пределах 360-450° С.

⇐ | Паровые трубы и их соединения || Как устроен и работает паровоз || Системы пароперегревателей | ⇒

Пар, находящийся в соприкосновении с водой имеющий одинаковую с ней температуру, равную температуре кипения при данном давлении, называется насыщенным паром. Насыщенный пар может быть влажным и сухим. Влажным насыщенным паром называется насыщенный пар содержащий мельчaйшие частицы воды, т. е. представляющий собой смесь пара и воды. Пар, получаемый в паровом котле, содержит обычно 2-5% воды (т. е. степень сухости пара соответственно равна 98-95%). Сухим насыщенным паром называется насыщенный пар, полностью освобожденный от примесей воды. Перегретым называется пар, имеющий более высокую температуру, чем насыщенный пар того же давления.

Назначение дымососа и вентилятора. Порядок пуска и остановки дымососа, вентилятара

Дутьевые вентиляторы служат для подачи воздуха в топку котла. Дымовые трубы и дымососы создают тягу (разрежение), которая нужна для беспрерывного подвода свежего воздуха в топку и удаления из нее продуктов сгорания топлива. Дымососы устанавливаются в тех случаях, когда дымовая труба не может обеспечить необходимую тягу. Устройство дымососа аналогично устройству вентилятора (но имеет ряд особенностей: корпус из жаропрочной стали, в масленой ванне размещён змеевик с подводом воды для охлаждения масла, корпус покрывается тепловой изоляцией).

Пуск дымососа: Полностью закрыть шибер на всасывающем патрубке (перед дымососом) и включить электродвигатель. Проверить отсутствие посторонних шумов, задеваний движущихся частей о корпус, вибраций подшипников, правильное вращение рабочего колеса. Далее медленно открываем шибер (чтобы ток электродвигателя под нагрузкой не превысил допустимого значения).

Кипение воды является сложным процессом, который происходит в четыре стадии. Рассмотрим пример кипения воды в открытом стеклянном сосуде.

На первой стадии кипения воды на дне сосуда появляются небольшие пузырьки воздуха, которые также можно заметить и на поверхности воды по бокам.

Эти пузырьки образуются в результате расширения небольших пузырей воздуха, которые находятся в мелких трещинах сосуда.

На второй стадии наблюдается увеличение объема пузырьков: все больше пузырьков воздуха рвется на поверхность. Внутри пузырьков находится насыщенный пар.

Как только повышается температура, возрастает давление насыщенных пузырьков, в результате чего они увеличиваются в размере. Как следствие, повышается действующая на пузыри архимедова сила.

Именно благодаря этой силе пузырьки стремятся к поверхности воды. Если верхний слой воды не успел прогреться до 100 градусов С (а это и есть температура кипения чистой воды без примесей), то пузырьки опускаются вниз в более горячие слои, после чего они снова устремляются назад на поверхность.

Ввиду того, что пузыри постоянно уменьшаются и увеличиваются в размере, внутри сосуда возникают звуковые волны, которые создают характерный для кипения шум.

На третьей стадии на поверхность воды поднимается огромное количество пузырьков, что вначале вызывает небольшое помутнение воды, которая затем «бледнеет». Данный процесс продолжается недолго и имеет название «кипение белым ключом».

Наконец, на четвертой стадии кипения вода начинает интенсивно бурлить, появляются большие лопающиеся пузыри и брызги (как правило, брызги означают, что вода сильно перекипела).

Из воды начинает образовываться водяной пар, при этом вода издает специфические звуки.

Почему «цветут» стены и «плачут» окна? Очень часто в этом виноваты строители, неправильно рассчитавшие точку росы. Читайте статью Точка росы: определение чтобы узнать, насколько это важное физическое явление, и как все-таки избавиться от излишней сырости в доме?

Какую пользу может принести талая вода для желающего похудеть? Об этом вы узнаете , оказывается, худеть можно без особых усилий!

Температура пара при кипении воды ^

Пар – это газообразное состояние воды. Когда пар поступает в воздух, то он, как и другие газы, оказывает на него определенное давление.

В процессе парообразования величина температуры пара и воды будет оставаться постоянной до тех пор, пока не испарится вся вода. Такое явление объясняется тем, что вся энергия (температура) направлена на превращение воды в пар.

В данном случае образуется сухой насыщенный пар. Высокодисперсные частицы жидкой фазы в таком паре отсутствуют. Также пар может быть насыщенным влажным и перегретым.

Насыщенный пар с содержанием взвешенных высокодисперсных частиц жидкой фазы, которые равномерно распределены по всей массе пара, называется влажным насыщенным паром.

В начале закипания воды образуется именно такой пар, который затем переходит в сухой насыщенный. Пар, температура которого больше температуры кипящей воды, а точнее перегретый пар, можно получить только с использованием специального оборудования. При этом такой пар будет близок по своим характеристикам к газу.

Температура кипения соленой воды ^

Температура кипения соленой воды превышает температуру кипения пресной воды. Как следствие соленая вода закипает позднее пресной. В соленой воде присутствуют ионы Na+ и Cl-, которые занимают определенную область между молекулами воды.

В соленой воде молекулы воды присоединяются к ионам соли – данные процесс имеет название «гидратация». Связь между молекулами воды значительно слабее связи, образовавшейся в процессе гидратации.

Поэтому при кипении из молекул пресной воды парообразование происходит быстрее.

На закипание воды с растворенной солью потребуется больше энергии, в качестве которой в данном случае выступает температура.

По мере увеличения температуры молекулы в соленой воде начинаются двигаться быстрее, но при этом их становится меньше, ввиду чего они сталкиваются реже. В результате образуется меньше пара, давление которого ниже, нежели у пара пресной воды.

Для того чтобы в соленой воде давление стало выше атмосферного и начался процесс кипения, необходима более высокая температура. При добавлении 60 граммов соли в воду объемом 1 литр температура кипения увеличится на 10 С.

Кипяток – вода, доведенная до температуры кипения. Как правило, для получения кипятка используются чайники. Остывшая вода, прежде доведенная до кипения, называется кипяченой.

В процессе кипения воды обильно выделяется пар. Процесс парообразования сопровождается выделением из состава жидкости свободных молекул кислорода. Чистая пресная вода закипает в чайнике при температуре 100 градусов С.

В кипятке погибает большинство болезнетворных бактерий за счет длительного воздействия высокой температуры на воду. При кипении из солей, содержащихся в жесткой воде, образуется осадок, который известен нам как накипь.

Обычно кипяченую воду применяют для заваривания кофе и чая, а также для дезинфекции овощей и фруктов и т.д.

Хороший способ поправить свое здоровье — это пить минеральную воду. Узнайте больше про щелочные минеральные воды Украины названия которых наиболее известны, насколько они полезны, сколько стоят? Это интересно!

Какие сейчас цены на насосы для повышения давления воды, и как определить, стоит ли он своих денег? Об этом можно прочитать , сделайте правильный выбор!

Температура кипения воды в горах ^

Как уже упоминалось выше, величина температуры кипения воды напрямую зависит от внешнего давления.

Удельная теплота кипения воды или парообразования – это физическая величина, отражающая количество теплоты, необходимое для превращения 1 л кипящей воды в пар.

Процесс кипения воды, как и любого другого вещества, происходит с поглощением теплоты. Значительная часть проводимой теплоты необходима для разрыва связей между молекулами воды.

Другая часть теплоты расходуется на процессы, происходящие при расширении пара. В результате поглощения теплоты увеличивается энергия взаимодействия между частицами пара.

Эта энергия становится больше энергии взаимодействия молекул воды. Таким образом, при одинаковой температуре внутренняя энергия пара становится выше внутренней энергии жидкости.

Единица удельной теплоты парообразования в системе СИ: = 1 Дж/кг.

Удельная теплота испарения воды равна 2260 кДж/кг.

Небольшое видео — измерение температуры кипения воды:

Калькулятор: Таблица свойств перегретого пара

  • Инженерный калькулятор
  • Пар
    • Проектирование трубопроводов
      • Расчет размера трубы по потерям давления
      • Расчет размера трубы по скорости
      • Расчет размера вестовой трубы
      • Потери давления в трубопроводе
      • Скорость пара в трубопроводе
      • Расход пара в трубопроводе
      • Экономичная толщина изоляции
    • Клапаны и сопла
      • Значения пропускной способности Cv и Kv
      • Расход пара через клапан
      • Расход пара через сопло
    • Расход конденсата
      • От трубопровода при запуске
      • При нагреве жидкости (непрерывном)
      • При нагреве жидкости (фиксированный объем)
      • При нагреве воздуха
      • От потери лучистого тепла в трубопроводах
      • Точка подтопления
    • Улучшенная сухость пара
      • От снижения давления
      • От снижения давления и отделения конденсата
    • Эффект смеси пара и воздуха
      • Падение температуры (на основе % воздуха)
      • % воздуха (на основе температуры смеси)
    • Стоимость единицы пара и энергии
      • Стоимость единицы энергии
      • Стоимость единицы пара
    • Эффективность котла
  • Возврат конденсата
    • Экономический анализ
      • Открытая система
      • Закрытая система
      • Теплообменник
      • Регенерация выпара
    • Расчет размера трубы
      • Между оборудованием и конденсатоотводчиком
      • Расчет размера трубы кондесатопровода по потерям давления
      • Расчет размера трубы кондесатопровода по скорости
      • Выпускная линия насоса
    • Образование выпара
  • Вода
    • Проектирование трубопроводов
      • Расчет размера трубы по потерям давления
      • Расчет размера трубы по скорости
      • Потери давления в трубопроводе
      • Скорость прохождения воды через трубопровод
      • Расход воды в трубопроводе
      • Толщина изоляции
    • Клапаны и сопла
      • Значения пропускной способности Cv и Kv
      • Расход воды через клапан
      • Расход воды через сопло
  • Воздух
    • Расчет трубопроводов
      • Расчет по потерям давления
      • Расчет по скорости
      • Потеря давления через трубопровод
      • Скорость прохождения воздуха через трубопровод
      • Расход воздуха в трубе
    • Клапаны и сопла
      • Значения пропускной способности Cv и Kv
      • Расход воздуха через клапан
      • Расход воздуха через сопло
    • Расход конденсата в системах сжатого воздуха
    • Таблица насыщения для влажного воздуха
  • Газ
    • Проектирование трубопроводов
      • Потеря давления через трубопровод
  • Паровые таблицы
    • Таблица свойств насыщенного пара (по давлению)
    • Таблица свойств насыщенного пара (по температуре)
    • Таблица свойств перегретого пара
  • Условия использования

Основные сферы применения пара

Пар используется в самых разных отраслях промышленности. Общими сферами применения пара могут быть, например, процессы с парообогревом на заводах и фабриках, паровые турбины на электростанциях, но на этом его использование далеко не ограничивается.

Вот несколько типичных областей использования пара в промышленности:

  • Обогрев / Стерилизация
  • Приведение в движение / Движущая сила
  • Рабочая среда
  • Атомизация
  • Очищение
  • Увлажнение
  • Насыщение влагой

Далее мы поговорим о различных сферах применения пара, а также приведем и проиллюстрируем несколько примеров парового оборудования.

Пар для отопления

Пар высокого давления

Пар обычно генерируется и распределяется при положительном давлении. В большинстве случаев это означает, что он подается на оборудование при давлении выше 0 МПа (изб.) и температуре выше 100 °C.

Пар высокого давления применяется для обогрева на пищевых фабриках, нефтеперерабатывающих и химических заводах. Насыщенный пар используется в качестве источника нагрева для теплообменников, ребойлеров, реакторов, подогревателей воздуха горения и других видов теплообменного оборудования.

Кожухотрубный теплообменник

В теплообменнике пар увеличивает температуру продукта за счет теплопередачи, после чего сам он превращается в конденсат и выходит через конденсатоотводчик.

Паровая печь

Сухой пар, нагретый до 200 — 800 °C при атмосферном давлении, особенно прост в обращении и используется в бытовых паровых печах, которые сегодня можно купить в магазине.

Вакуумный пар

В последнее время резко возросло применение пара для нагрева воды до температуры ниже 100°C, а именно такая температура традиционно требуется для использования горячей воды.

Когда вакуумный насыщенный пар работает таким же образом, как и насыщенный пар с положительным давлением, его температуру можно быстро изменить, отрегулировав давление. Пар, в отличие от горячей воды, позволяет четко контролировать температуру. Тем не менее, вакуумный насос должен использоваться вместе с другим оборудованием, т.к. с его помощью давление нельзя понизить ниже атмосферного.

Нагревание скрытой теплотой (паром)

По сравнению с подогревом горячей водой, эта система обеспечивает скорый и равномерный нагрев. Установленная температура достигается быстро и без скачков.

Пар для движения

Пар регулярно используется для приведения в движение (в качестве движущей силы) в паровых турбинах. Паровая турбина — это часть оборудования, которая необходима для производства электроэнергии на тепловых электростанциях. Прогресс в увеличении эффективности был достигнут за счет применения всё более и более высоких температуры и давления. Существует несколько тепловых электростанций, которые используют в своих турбинах сухой сверхкритический пар с абсолютным давлением 25 МПа, 610 °C.

Сухой пар часто используется в паровых турбинах для предотвращения повреждений оборудования, вызванных притоком конденсата. Однако на некоторых атомных электростанциях следует избегать использования высокотемпературного пара, так как это может стать причиной проблем с материалом, используемым в турбине. Вместо него обычно используется насыщенный пар высокого давления. В тех случаях, когда необходимо использовать насыщенный пар, в подводящей трубе часто устанавливают сепараторы для удаления конденсата из потока.

Помимо выработки электроэнергии, пар для движения служит для работы турбокомпрессоров или турбонасосов (газовых компрессоров, градирен и т.д.).

Генераторная турбина

Движущая сила пара поворачивает лопасти, которые в свою очередь запускают ротор подключенного электрогенератора, и именно благодаря этому вращению и производится электричество.

Пар как движущая жидкость

Пар также может использоваться как прямая «движущая сила» для перемещения потоков жидкости и газа в трубопроводах. Паровые струйные эжекторы используются для создания вакуума на производственном оборудовании, таком как дистилляционные колоны, для отделения и очистки потоков технологических паров. Они также используются для непрерывного удаления воздуха из поверхностных конденсаторов, чтобы поддерживать необходимое вакуумное давление на конденсационных (вакуумных) турбинах.

Эжектор для поверхностного конденсатора

Мощный пар высокого давления поступает в струйный эжектор через входное сопло, после чего рассеивается. Это создает зону низкого давления, которая захватывает воздух из поверхностного конденсатора.

В аналогичной области применения пар также является основной движущей жидкостью для вторичных дренажных систем, которые используются для откачивания конденсата из вентилируемых приемных резервуаров, испарительных сосудов или парового оборудования, которое работает в режиме срыва.

Пар для атомизации

Атомизация пара — это процесс, при котором пар используется для механического разделения жидкости. В некоторых камерах сгорания, например, в топливо вводят пар, чтобы увеличить до предела эффективность сгорания и минимизировать образование углеводородов (сажи). В паровых котлах и генераторах на мазуте этот метод применяется для дисперсии вязкой нефти на мелкие капли, чтобы обеспечить более эффективное сгорание. При работе факелов также обычно используют принцип атомизации для уменьшения доли загрязняющих веществ в выхлопных газах.

Факел с паровым поддувом

В факелах пар часто смешивается с отработанным газом перед горением.

Пар для очищения

Пар используется для очистки различных поверхностей. Одним из таких примеров в промышленности является использование пара в сажеобдувках. Котлы, использующие нефть или уголь в качестве источника топлива, должны быть оснащены обдувочными аппаратами для циклической очистки стенок печи и удаления отложений из конвекционных поверхностей. Это позволит обеспечить производительность, эффективность и надежность работы котла.

Очистка котловой трубы сажеобдувкой

Пар, выделяемый из выходного отверстия сажеобдувки, вытесняет сухую золу и шлак, которые затем падают в воронку или выходят с сжигаемыми газами.

Пар для увлажнения

Иногда пар используется на производстве для добавления влаги и одновременного подогрева, например, при производстве бумаги. Таким образом, бумага наматывается на валики с высокой скоростью и не подвергается микроскопическим разрывам или надрывам. Другим примером является пресс-гранулятор. Часто пресс-грануляторы для производства комбикорма непосредственно впрыскивают в кондиционер пар для одновременного обеспечения подогрева и дополнительной влаги кормового материала.

Кондиционер для пресс-гранулятора

За счет увлажнения корма он становится мягче, а крахмал, содержащийся в ингредиентах, становится желатиноподобным, что делает сами гранулы тверже.

Пар для насыщения влагой

Многие крупные коммерческие и промышленные объекты, особенно в холодных климатических зонах, используют насыщенный пар низкого давления в качестве основного источника отопления помещений. Змеевики ОВК, часто оснащенные паровыми увлажнителями, обеспечивают кондиционирование воздуха для обогрева помещений, хранения книг и архивов, а также для инфекционного контроля. Когда холодный воздух нагревается паровыми змеевиками, относительная влажность воздуха падает, её надо поднять до нормального уровня при помощи сухого насыщенного пара, который следует впрыскивать в выходящий поток воздуха.

Паровой увлажнитель в воздухопроводе

Пар используется для увлажнения воздуха внутри воздуховода перед его подачей в другие части здания.

Что такое пар?Типы пара

Публикации по теме:

Процесс нагревания воды до кипения. Процесс кипения. Почему в герметической емкости вода кипит при более высокой температуре

Вода, нагретая на уровне моря до 100°С (212°F), начинает кипеть. Это означает, что внутри объема жидкости происходит образование пузырьков водяного пара и подъем их к поверхности. Вода закипает, потому что при данной температуре давление насыщения водяного пара слегка превышает атмосферное давление.

На больших высотах над уровнем моря атмосферное давление существенно уменьшается и вода кипит при более низких температурах. И наоборот, если давление над жидкостью увеличивается, например, когда вода находится ниже уровня моря или в скороварке, кипение происходит при более высокой температуре. Иллюстрация под текстом показывает температуры кипения на различных высотах над уровнем моря.

Фактор тепла и высоты

Ближний график справа показывает взаимосвязь между давлением насыщенного пара и температурой. При высоких температурах давление насыщенного пара быстро растет. Вода закипает, когда давление насыщенного пара начинает слегка превышать атмосферное давление. Именно поэтому при падении атмосферного давления уменьшается и температура кипения. На дальнем графике справа приведена зависимость температуры кипения воды от высоты над уровнем моря. Чем больше высота, тем ниже температура, при которой вода начинает кипеть.

Кинетическая энергия

В процессе перехода воды в газообразное состояние важную роль играет кинетическая энергия (энергия движения) молекул. Когда энергетический уровень высок, многие молекулы испаряются, разрывая связи, удерживающие их в жидком состоянии. При низком давлении (верхний рисунок под текстом) молекулы приобретают достаточно энергии для формирования газовых пузырьков кипения без добавления большого количества тепла. Ближе к уровню моря необходимо больше тепла (красная стрелка на нижнем рисунке под текстом), чтобы парообразование имело место.

Уменьшение времени приготовления пищи

В скороварках, как, например, той, что показана на рисунке справа, создается постоянное повышенное давление. На уровне моря эти герметичные кастрюли увеличивают температуру кипения воды до 121 °С (250°F). Более высокая температура кипения означает, что продукты будут готовиться быстрее, экономя время.

На продольных разрезах вверху показаны механизмы скороварки, предупреждающие чрезмерное повышение давления. Все они — предохранительный клапан (левый рисунок), регулятор давления (средний рисунок) и уплотнение ободка (правый рисунок) — помогают контролировать давление путем выпуска пара в атмосферу.

Кипение – процесс перехода вещества из жидкого в газообразное состояние (парообразование в жидкости). Кипение не является испарением
: оно отличается тем, что может происходить только при определенном давлении и температуре.

Кипячение – нагревание воды до температуры кипения.


Кипение воды является сложным процессом, который происходит в четыре стадии
. Рассмотрим пример кипения воды в открытом стеклянном сосуде.

На первой стадии
кипения воды на дне сосуда появляются небольшие пузырьки воздуха, которые также можно заметить и на поверхности воды по бокам.

Эти пузырьки образуются в результате расширения небольших пузырей воздуха, которые находятся в мелких трещинах сосуда.

На второй стадии
наблюдается увеличение объема пузырьков: все больше пузырьков воздуха рвется на поверхность. Внутри пузырьков находится насыщенный пар.

Как только повышается температура, возрастает давление насыщенных пузырьков, в результате чего они увеличиваются в размере. Как следствие, повышается действующая на пузыри архимедова сила.

Именно благодаря этой силе пузырьки стремятся к поверхности воды. Если верхний слой воды не успел прогреться до 100 градусов С
(а это и есть температура кипения чистой воды без примесей), то пузырьки опускаются вниз в более горячие слои, после чего они снова устремляются назад на поверхность.

Ввиду того, что пузыри постоянно уменьшаются и увеличиваются в размере, внутри сосуда возникают звуковые волны, которые создают характерный для кипения шум.

На третьей стадии
на поверхность воды поднимается огромное количество пузырьков, что вначале вызывает небольшое помутнение воды, которая затем «бледнеет».

Пар – это газообразное состояние воды. Когда пар поступает в воздух, то он, как и другие газы, оказывает на него определенное давление.

В процессе парообразования величина температуры пара и воды будет оставаться постоянной до тех пор, пока не испарится вся вода.
Такое явление объясняется тем, что вся энергия (температура) направлена на превращение воды в пар.

В данном случае образуется сухой насыщенный пар. Высокодисперсные частицы жидкой фазы в таком паре отсутствуют. Также пар может быть насыщенным влажным и перегретым
.

Насыщенный пар с содержанием взвешенных высокодисперсных частиц жидкой фазы
, которые равномерно распределены по всей массе пара, называется влажным насыщенным паром
.

В начале закипания воды образуется именно такой пар, который затем переходит в сухой насыщенный. Пар, температура которого больше температуры кипящей воды, а точнее перегретый пар, можно получить только с использованием специального оборудования.

Температура кипения соленой воды превышает температуру кипения пресной воды
. Как следствие соленая вода закипает позднее пресной
. В соленой воде присутствуют ионы Na+ и Cl-, которые занимают определенную область между молекулами воды.

В соленой воде молекулы воды присоединяются к ионам соли – данные процесс имеет название «гидратация». Связь между молекулами воды значительно слабее связи, образовавшейся в процессе гидратации.

Поэтому при кипении из молекул пресной воды парообразование происходит быстрее.

На закипание воды с растворенной солью потребуется больше энергии, в качестве которой в данном случае выступает температура.

По мере увеличения температуры молекулы в соленой воде начинаются двигаться быстрее, но при этом их становится меньше, ввиду чего они сталкиваются реже. В результате образуется меньше пара, давление которого ниже, нежели у пара пресной воды.

Для того чтобы в соленой воде давление стало выше атмосферного и начался процесс кипения, необходима более высокая температура. При добавлении 60 граммов соли в воду объемом 1 литр температура кипения увеличится на 10 С.

  • Олег

    А здесь ошиблись на 3 порядка «Удельная теплота испарения воды равна 2260 Дж/кг.» Правильно кДж, т.е. в 1000 раз больше.

  • Настя

    Чем объясняется высокая температура кипения воды?
    Из-за чего вода кипит при высокой температуре?

  • IamJiva

    Перегретый пар, это пар с температурой выше 100С(ну если вы не в горах или вакууме, а при нормальных условиях), его получают пропуская пар через раскаленные трубки, либо проще — от кипящего раствора соли или щелочи(опасно — щелочь крепче Na2CO3(например поташ — K2CO3 почему остатки NaOH за день-два становятся не опасными для глаз, в отличие от окарбонатившихся на воздухе остатков KOH)омыляет глаза, не забудьте надеть плавательные очки!), но р-ры такие кипят толчками, нужны кипелки и тонкий слой на дне, воду можно добавлять при выкипании, выкипает только она.
    так из соленой воды можно получить при кипении пар с температурой около 110С, не хуже такого-же из горячей 110С трубы, пар этот содержит лишь воду и нагрет, каким способом он не помнит, но на 10С имеет «запас хода» в сравнении с паром из чайника пресной воды.
    Его можно называть сухим, т.к. согрев(контактируя как в трубе, или даже излучением, свойственным не только солнцу но и любому телу в некоторой(температурно зависимой) степени) некий предмет, пар может охладившись до 100С все еще оставаться газом, и только дальнейшее охлаждение ниже 100С вызовет его конденсацию в каплю воды, и почти вакуум(давление насыщенного пара воды около 20мм рт ст из 760мм рт ст(1 атм), тоесть в 38 раз ниже атмосферного давления, это происходит и с неперегретым, насыщенным паром с температурой 100С в прогревшемся сосуде(чайник из носика которого валит пар), и не только с водой, а с любым кипящим веществом, например медицинский эфир кипит ужЕ при температуре тела, и может кипеть в колбе в ладони, из горлышка которой будут «фонтанировать» его парЫ, заметно преломляющие свет, если теперь второй ладонью закрыть колбу, и убрать нагрев нижней ладони, заменив ее подставкой с температурой ниже 35С, эфир перестанет кипеть, а его насыщенный пар, вытолкнувший при кипении весь воздух из колбы, сконденсируется в каплю эфира, создав вакуум не сильнее чем тот от которого эфир закипает, то-есть примерно равный давлению насыщенного пара эфира при температуре самой холодной точки внутри колбы, или присоединенного к ней без утечек второго сосуда или шланга с закрытым дальним концом, так устроен прибор Криофор, демонстрирующий принцип холодной стенки, как сладкая липучка — пчёл, захватывающей все молекулы пара в системе.(«вакуумный спирт» так гонят, без нагрева)

    А при более 1700 Цельсия вода очень так хорошо разлогается на кислород и водород…бада-бум получается, ни нада ею плескать на всякие там горящие металлическо-сикамбричнеские конструкции

  • Многие хозяйки, пытаясь ускорить процесс приготовления пищи, солят воду сразу после того, как поставили кастрюлю на плиту. Они свято верят, что поступают правильно, и готовы привести в свою защиту множество аргументов. Так ли это на самом деле и какая вода закипает быстрее – соленая или пресная? Для этого совсем необязательно ставить эксперименты в лабораторных условиях, достаточно развеять мифы, которые десятилетиями царят на наших кухнях, с помощью законов физики и химии.


    Распространенные мифы о кипении воды

    В вопросе кипения воды людей условно можно разделить на две категории. Первые убеждены, что соленая вода закипает гораздо быстрее, а вторые с этим утверждение абсолютно не согласны. В пользу того, что на доведение до кипения соленой воды нужно меньше времени, приводятся следующие аргументы:

    • плотность воды, в которой растворена соль, намного выше, поэтому теплоотдача от конфорки больше;
    • во время растворения в воде кристаллическая решетка поваренной соли разрушается, что сопровождается выделением энергии. То есть, если в холодную воду добавить соль, то жидкость автоматически станет теплее.

    Те, кто опровергает гипотезу о том, что соленая вода закипает быстрее, аргументируют это так: во время растворения соли в воде происходит процесс гидратации.

    На молекулярном уровне образуются более прочные связи, для разрушения которых требуется больше энергии. Поэтому для закипания соленой воды требуется больше времени.

    Кто же прав в этом споре, и действительно ли так важно солить воду в самом начале приготовления пищи?

    Процесс кипения: физика «на пальцах»

    Чтобы разобраться, что именно происходит с соленой и пресной водой при нагревании, нужно понимать, что такое процесс кипения. Вне зависимости от того, вода соленая или нет, закипает она одинаково и проходит через четыре стадии:

    • образование мелких пузырьков на поверхности;
    • увеличение пузырьков в объеме и их оседание на дне емкости;
    • помутнение воды, вызванное интенсивным движением пузырьков с воздухом вверх-вниз;
    • непосредственно процесс кипения, когда на поверхность воды поднимаются большие пузыри и с шумом лопаются, выделяя пар – воздух, который находится внутри и нагревается.

    Теория теплоотдачи, к которой апеллируют сторонники соления воды в начале приготовления пищи, в этом случае «работает», но эффект от нагрева воды за счет ее плотности и выделения тепла при разрушении кристаллической решетки незначителен.

    Намного важнее процесс гидратации, при котором образуются устойчивые молекулярные связи.

    Чем они прочнее, тем сложнее пузырьку воздуха подняться на поверхность и опуститься на дно емкости, на это уходит больше времени. В итоге если в воду добавлена соль, то циркуляция пузырьков с воздухом замедляется. Соответственно, соленая вода закипает медленнее, так как молекулярные связи удерживают воздушные пузырьки в соленой воде чуть дольше, чем в пресной.

    Солить или не солить? Вот в чем вопрос

    Кухонные споры по поводу того, какая вода быстрее закипает соленая или несоленая, можно вести бесконечно. В итоге с точки зрения практического применения нет особой разницы, посолили вы воду в самом начале или же после того, как она закипела. Почему же это не имеет особого значения? Чтобы разобраться в ситуации, нужно обратиться к физике, которая дает исчерпывающие ответы на этот, казалось бы, непростой вопрос.

    Всем известно, что при стандартном атмосферном давлении в 760 мм ртутного столба вода закипает при 100 градусах по Цельсию. Температурные параметры могут меняться при условии изменения плотности воздуха – все знают, что в горах вода закипает при более низкой температуре. Поэтому когда речь заходит о бытовом аспекте, в этом случае гораздо важнее такой показатель, как интенсивность горения газовой конфорки или же степень нагрева электрической кухонной поверхности.

    Именно от этого зависит процесс теплообмена, то есть, скорость нагрева самой воды. И, соответственно, время, затраченное на то, чтобы она закипела.

    Например, на открытом огне, если вы вздумаете приготовить ужин на костре, вода в котелке закипит за считанные минуты благодаря тому, что дрова при сжигании выделяют больше тепла, чем газ в плите, а площадь нагрева поверхности значительно больше. Потому совсем необязательно солить воду для того, чтобы она быстрее закипела – достаточно включить конфорку плиты на максимум.

    Температура кипения соленой воды точно такая же, как и у пресной, и у дистиллированной. То есть, она составляет 100 градусов при нормальном атмосферном давлении. А вот скорость закипания при равных условиях (например, если за основу взята обычная конфорка газовой плиты) будет различаться. Для того, чтобы закипела соленая вода, понадобится больше времени за счет того, что пузырькам с воздухом тяжелее разрывать более прочные молекулярные связи.

    К слову, разница во времени закипания существует между водопроводной и дистиллированной водой – во втором случае жидкость без примесей и, соответственно, без «тяжелых» молекулярных связей, будет нагреваться быстрее.

    Правда, разница во времени составляет всего несколько секунд, которые не делают погоды на кухне и практически никак не влияют на скорость приготовления пищи. Потому руководствоваться нужно не желанием сэкономить время, а законами кулинарии, предписывающими солить каждое блюдо в определенный момент для сохранения и усиления его вкусовых качеств.

    Кипение — процесс изменения агрегатного состояния вещества. Когда мы говорим о воде, то имеем в виду изменение жидкого состояния в парообразное. Важно отметить, что кипение — это не испарение, которое может протекать даже при комнатной температуре. Также не стоит путать с кипячением, что является процессом нагревания воды до определенной температуры. Теперь, когда мы разобрались с понятиями, можно определить, при какой температуре кипит вода.

    Процесс

    Сам процесс преобразования агрегатного состояния из жидкого в газообразное является сложным. И хотя люди этого не видят, существует 4 стадии:

    1. На первой стадии на дне нагреваемой емкости образуются небольшие пузырьки. Также их можно заметить по бокам или на поверхности воды. Они образуются из-за расширения воздушных пузырьков, которые всегда есть в трещинах емкости, где нагревается вода.
    2. На второй стадии объем пузырьков увеличивается. Все они начинают рваться к поверхности, так как внутри них находится насыщенный пар, который легче воды. При повышении температуры нагрева давление пузырьков возрастает, и они выталкиваются на поверхность благодаря известной силе Архимеда. При этом можно слышать характерный звук кипения, который образуется из-за постоянного расширения и уменьшения в размере пузырьков.
    3. На третьей стадии на поверхности можно видеть большое количество пузырьков. Это вначале создает помутнение воды. Данный процесс в народе называют «кипением белым ключом», и длится он короткий промежуток времени.
    4. На четвертой стадии вода интенсивно бурлит, на поверхности возникают большие лопающиеся пузыри, возможно появление брызг. Чаще всего брызги означают, что жидкость нагрелась до максимальной температуры. Из воды начнет исходить пар.

    Известно, что вода кипит при температуре 100 градусов, которая возможна лишь на четвертой стадии.

    Температура пара

    Пар представляет собой одно из состояний воды. Когда он поступает в воздух, то, как и другие газы, оказывает на него определенное давление. При парообразовании температура пара и воды остаются постоянными до тех пор, пока вся жидкость не изменит свое агрегатное состояние. Это явление можно объяснить тем, что при кипении вся энергия расходуется на преобразование воды в пар.

    В самом начале закипания образуется влажный насыщенный пар, который после испарения всей жидкости становится сухим. Если его температура начинает превышать температуру воды, то такой пар является перегретым, и по своим характеристикам он будет ближе к газу.

    Кипение соленой воды

    Достаточно интересно знать, при какой температура кипит вода с повышенным содержанием соли. Известно, что она должна быть выше из-за содержания в составе ионов Na+ и Cl-, которые между молекулами воды занимают область. Этим химический состав воды с солью отличается от обычной пресной жидкости.

    Дело в том, что в соленой воде имеет место реакция гидратации — процесс присоединения молекул воды к ионам соли. Связь между молекулами пресной воды слабее тех, которые образуются при гидратации, поэтому закипание жидкости с растворенной солью будет происходить дольше. По мере роста температуры молекулы в воде с содержанием соли двигаются быстрее, но их становится меньше, из-за чего столкновения между ними осуществляются реже. В результате пара образуется меньше, и его давление из-за этого ниже, чем напор пара пресной воды. Следовательно, для полноценного парообразования потребуется больше энергии (температуры). В среднем для закипания одного литра воды с содержанием 60 граммов соли необходимо поднять градус кипения воды на 10% (то есть на 10 С).

    Зависимости кипения от давления

    Известно, что в горах вне зависимости от химического состава воды температура кипения будет ниже. Это происходит из-за того, что атмосферное давление на высоте ниже. Нормальным принято считать давление со значением 101.325 кПа. При нем температура закипания воды составляет 100 градусов по Цельсию. Но если подняться на гору, где давление составляет в среднем 40 кПа, то там вода закипит при 75.88 С. Но это не значит, что для приготовления еды в горах придется потратить почти вдвое меньше времени. Для термической обработки продуктов нужна определенная температура.

    Считается, что на высоте 500 метров над уровнем моря вода будет закипать при 98.3 С, а на высоте 3000 метров температура закипания составит 90 С.

    Отметим, что данный закон действует и в обратном направлении. Если поместить жидкость в замкнутую колбу, через которую не может проходить пар, то с ростом температуры и образованием пара давление в этой колбе будет расти, и закипание при повышенном давлении произойдет при более высокой температуре. Например, при давлении 490.3 кПа температура кипения воды составит 151 С.

    Кипение дистиллированной воды

    Дистиллированной называется очищенная вода без содержания каких-либо примесей. Ее часто применяют в медицинских или технических целях. С учетом того, что в такой воде нет никаких примесей, ее не используют для приготовления пищи. Интересно заметить, что закипает дистиллированная вода быстрее обычной пресной, однако температура кипения остается такой же — 100 градусов. Впрочем, разница по времени закипания будет минимальной — всего доли секунды.

    В чайнике

    Часто люди интересуются, при какой температуре кипит вода в чайнике, так как именно этими приборами они пользуются для кипячения жидкости. С учетом того, что атмосферное давление в квартире равно стандартному, а используемая вода не содержит солей и других примесей, которых там не должно быть, то и температура закипания также будет стандартной — 100 градусов. Но если вода будет содержать соль, то температура закипания, как мы уже знаем, будет выше.

    Заключение

    Теперь вы знаете, при какой температуре кипит вода, и как атмосферное давление и состав жидкости влияют на данный процесс. В этом нет ничего сложного, и подобную информацию дети получают еще в школе. Главное — запомнить, что со снижением давления понижается и температура кипения жидкости, а с его ростом увеличивается и она.

    В интернете можно найти множество разных таблиц, где указывается зависимость температуры кипения жидкости от атмосферного давления. Они доступны всем и активно используются школьниками, студентами и даже преподавателями в институтах.

    Каждый знает, что температура кипения воды при обычном атмосферном давлении (около 760 мм рт. ст.) составляет 100 °С. Но не всем известно, что вода может закипать при различной температуре. Точка закипания зависит от ряда факторов. Если срабатывают определенные условия, вода может закипеть и при +70 °С, и при +130 °С, и даже при 300 °С! Рассмотрим причины более подробно.

    От чего зависит температура кипения воды?

    Закипание воды в емкости происходит по определенному механизму. В процессе нагрева жидкости на стенках емкости, в которую она налита, появляются пузырьки воздуха. Внутри каждого пузырька находится пар. Температура пара в пузырьках изначально значительно выше нагреваемой воды. Но ее давление в этот период выше, чем внутри пузырьков. Пока вода не прогрелась, пар в пузырьках сжимается. Затем под воздействием внешнего давления пузырьки лопаются. Процесс длится до тех пор, пока температуры жидкости и пара в пузырьках не сравняются. Именно теперь шарики с паром могут подняться на поверхность. Вода начинает закипать. Далее процесс нагрева прекращается, так как излишки тепла выводятся паром наружу в атмосферу. Это термодинамическое равновесие. Вспомним физику: давление воды состоит из веса самой жидкости и давления воздуха над сосудом с водой. Таким образом, меняя один из двух параметров (давление жидкости в сосуде и давление атмосферы), можно изменить температуру закипания.

    Какова температура кипения воды в горах?

    В горах температура кипения жидкости постепенно падает. Это связано с тем, что атмосферное давление при восхождении на гору постепенно понижается. Чтобы вода закипела, давление в пузырьках, которые появляются в процессе нагрева воды, должно быть равным атмосферному. Поэтому с увеличением высоты в горах на каждые 300 м температура кипения воды снижается приблизительно на один градус. Такой кипяток не такой горячий, как кипящая жидкость на равнинной местности. На большой высоте сложно, а иногда и невозможно заварить чай. Зависимость кипения воды от давления выглядит таким образом:

    Высота над уровнем моря

    Температура закипания

    А в других условиях?

    А какова температура кипения воды в вакууме? Вакуум представляет собой разреженную среду, в которой давление значительно ниже атмосферного. Температура кипения воды в разреженной среде также зависит от остаточного давления. При давлении в вакууме 0,001 атм. жидкость закипит при 6,7 °С. Обычно остаточное давление составляет около 0,004 атм., поэтому при таком давлении вода закипает при 30 °С. При увеличении давления в разреженной среде, температура кипения жидкости будет повышаться.

    Почему в герметической емкости вода кипит при более высокой температуре?

    В герметически закрытом сосуде температура кипения жидкости связана с давлением внутри емкости. В процессе нагрева происходит выделение пара, который оседает конденсатом на крышке и стенках сосуда. Таким образом, увеличивается давление внутри сосуда. Например, в скороварке давление достигает 1,04 атм., поэтому жидкость кипит в ней при 120 °С. Обычно в таких емкостях давление можно регулировать при помощи встроенных клапанов, следовательно, и температуру тоже.

    Максимальная температура нагрева воды

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    Температуру кипения необходимо знать, потому что при ее достижении вода превращается в пар, то есть переходит из одного агрегатного состояния в другое.

    Мы привыкли к тому, что в кипящей воде можно дезинфицировать посуду, варить продукты, но это не всегда так. В некоторых условиях температура жидкости будет слишком низкой для всего этого.

    Суть процесса

    Прежде всего надо определиться с понятием кипения. Что это такое? Это процесс, при котором вещество превращается в пар. Причем процесс этот происходит не только на поверхности, но и по всему объему вещества.

    При кипении начинают образовываться пузырьки, внутри которых находится воздух и насыщенный пар. Шум закипающего чайника, кастрюли указывает на то, что пузырьки воздуха начали всплывать, затем опускаться и лопаться. Когда емкость хорошо прогреется со всех сторон, шум прекратится, значит, жидкость полностью закипела.

    Процесс проходит при определенной температуре и давлении и является с точки зрения физики фазовым переходом первого рода.

    Обратите внимание! Испарение может происходить при любой температуре, кипение же – при строго определенной.

    В таблицах температура кипения воды или другой жидкости при нормальном атмосферном давлении приводится как одна из основных физических характеристик. Температура кипения (Тк) на самом деле равняется температуре пара, который находится в насыщенном состоянии прямо на границе между водой и воздухом. Сама вода, если быть точным, нагрета чуть-чуть больше.

    На процесс кипения также ощутимо влияют:

    • наличие в воде примесей газа;
    • звуковые волны;
    • ионизация.

    Есть и другие факторы, заставляющие образовываться пузырьки быстрее или медленнее. Следует также отметить, что у каждых веществ своя Тк. Бытует мнение, что если добавить в воду соль, то она закипит быстрее. Это действительно так, но время изменится совсем немного. Для ощутимых результатов придется добавить очень много соли, что полностью испортит блюдо.

    Различные условия

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст., или 101 кПа, 1 атм.) вода начинает кипеть, нагревшись до 100 ℃. Это знают все.

    Важно! Если внешнее давление увеличивать, то температура кипения тоже возрастет, а если уменьшать, то станет меньше.

    Уравнение зависимости температуры кипения воды от давления довольно сложное. Зависимость эта не линейная. Иногда пользуются барометрической формулой для расчета, делая некоторые приближения, и уравнением Клапейрона-Клаузиуса.

    Удобнее воспользоваться таблицами из справочников, в которых приведены данные, полученные экспериментальным путем. По ним можно построить график и, проведя экстраполяцию, вычислить требуемое значение.

    В горах вода закипит, не успев нагреться до 100 ℃. На самой высокой вершине мира Джомолунгме (Эверест, высота над уровнем моря 8848 м) температура закипания воды равняется приблизительно 69 ℃. Но даже если опуститься немного ниже, то все равно вода будет кипеть не при ста градусах, пока мы не достигнем давления в 101 к Па. На Эльбрусе, который ниже Эвереста, чайник с водой закипит при 82 ℃ – там давление равно 0,5 атм.

    Поэтому в горных условиях для приготовления пищи потребуется значительно больше времени, а некоторые продукты вообще не сварятся в воде, их придется готовить другим способом. Иногда неопытные туристы удивляются, почему яйца так долго варятся, а кипяток не обжигает. Все дело в том, что этот кипяток недостаточно нагрет.

    В автоклавах и скороварках, наоборот, давление увеличивают. Это заставляет воду кипеть при более высокой температуре. Пища сильнее разогревается, и готовка происходит быстрее. Поэтому скороварки так и назвали. Нагрев до высокой температуры полезен еще и тем, что происходит дезинфекция жидкости, в ней погибают микробы.

    Кипение при повышенном давлении

    Повышение давления приведет к увеличению Тк воды. При 15 атмосферах кипение начнется только при 200 градусах, при 80 атм. – 300 градусов. В дальнейшем рост температуры будет очень медленным. Максимальное значение стремится к 374,15 ℃, что соответствует 218,4 атмосферам.

    Кипение в вакууме

    Что будет, если воздух начнет все более и более разряжаться, стремясь к вакууму? Понятно, что температура кипения тоже начнет уменьшаться. И когда же сможет закипеть вода?

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    Если понизить давление до 10–15 мм рт. ст. (в 50–70 раз), то температура кипения уменьшится до 10–15 ℃. Такой водой можно охладиться.

    При дальнейшем снижении давления Тк будет уменьшаться и может достигнуть температуры замерзания. В этом случае в жидком состоянии вода просто не сможет существовать. Она будет переходить изо льда сразу в газ. Это случится примерно при 4,6 мм рт. ст.

    Достичь абсолютного вакуума невозможно, но сильно разряженную атмосферу можно получить, если откачивать из сосуда с водой воздух.

    Кипение воды является сложным процессом, который происходит в четыре стадии. Рассмотрим пример кипения воды в открытом стеклянном сосуде.

    На первой стадии кипения воды на дне сосуда появляются небольшие пузырьки воздуха, которые также можно заметить и на поверхности воды по бокам.

    Эти пузырьки образуются в результате расширения небольших пузырей воздуха, которые находятся в мелких трещинах сосуда.

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    На второй стадии наблюдается увеличение объема пузырьков: все больше пузырьков воздуха рвется на поверхность. Внутри пузырьков находится насыщенный пар.

    Как только повышается температура, возрастает давление насыщенных пузырьков, в результате чего они увеличиваются в размере. Как следствие, повышается действующая на пузыри архимедова сила.

    Именно благодаря этой силе пузырьки стремятся к поверхности воды. Если верхний слой воды не успел прогреться до 100 градусов С (а это и есть температура кипения чистой воды без примесей), то пузырьки опускаются вниз в более горячие слои, после чего они снова устремляются назад на поверхность.

    На третьей стадии на поверхность воды поднимается огромное количество пузырьков, что вначале вызывает небольшое помутнение воды, которая затем «бледнеет». Данный процесс продолжается недолго и имеет название «кипение белым ключом».

    Наконец, на четвертой стадии кипения вода начинает интенсивно бурлить, появляются большие лопающиеся пузыри и брызги (как правило, брызги означают, что вода сильно перекипела).

    Из воды начинает образовываться водяной пар, при этом вода издает специфические звуки.

    Почему «цветут» стены и «плачут» окна? Очень часто в этом виноваты строители, неправильно рассчитавшие точку росы. Читайте статью Точка росы: определение чтобы узнать, насколько это важное физическое явление, и как все-таки избавиться от излишней сырости в доме?

    Какую пользу может принести талая вода для желающего похудеть? Об этом вы узнаете прямо тут, оказывается, худеть можно без особых усилий!

    Температура пара при кипении воды ^

    Пар – это газообразное состояние воды. Когда пар поступает в воздух, то он, как и другие газы, оказывает на него определенное давление.

    В процессе парообразования величина температуры пара и воды будет оставаться постоянной до тех пор, пока не испарится вся вода. Такое явление объясняется тем, что вся энергия (температура) направлена на превращение воды в пар.

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    В данном случае образуется сухой насыщенный пар. Высокодисперсные частицы жидкой фазы в таком паре отсутствуют. Также пар может быть насыщенным влажным и перегретым.

    Насыщенный пар с содержанием взвешенных высокодисперсных частиц жидкой фазы, которые равномерно распределены по всей массе пара, называется влажным насыщенным паром.

    В начале закипания воды образуется именно такой пар, который затем переходит в сухой насыщенный.

    Температура кипения соленой воды превышает температуру кипения пресной воды. Как следствие соленая вода закипает позднее пресной. В соленой воде присутствуют ионы Na+ и Cl-, которые занимают определенную область между молекулами воды.

    В соленой воде молекулы воды присоединяются к ионам соли – данные процесс имеет название «гидратация». Связь между молекулами воды значительно слабее связи, образовавшейся в процессе гидратации.

    На закипание воды с растворенной солью потребуется больше энергии, в качестве которой в данном случае выступает температура.

    По мере увеличения температуры молекулы в соленой воде начинаются двигаться быстрее, но при этом их становится меньше, ввиду чего они сталкиваются реже. В результате образуется меньше пара, давление которого ниже, нежели у пара пресной воды.

    Для того чтобы в соленой воде давление стало выше атмосферного и начался процесс кипения, необходима более высокая температура. При добавлении 60 граммов соли в воду объемом 1 литр температура кипения увеличится на 10 С.

    Кипяток – вода, доведенная до температуры кипения. Как правило, для получения кипятка используются чайники. Остывшая вода, прежде доведенная до кипения, называется кипяченой.

    В процессе кипения воды обильно выделяется пар. Процесс парообразования сопровождается выделением из состава жидкости свободных молекул кислорода. Чистая пресная вода закипает в чайнике при температуре 100 градусов С.

    В кипятке погибает большинство болезнетворных бактерий за счет длительного воздействия высокой температуры на воду. При кипении из солей, содержащихся в жесткой воде, образуется осадок, который известен нам как накипь.

    Обычно кипяченую воду применяют для заваривания кофе и чая, а также для дезинфекции овощей и фруктов и т.д.

    Хороший способ поправить свое здоровье — это пить минеральную воду. Узнайте больше про щелочные минеральные воды Украины названия которых наиболее известны, насколько они полезны, сколько стоят? Это интересно!

    Какие сейчас цены на насосы для повышения давления воды, и как определить, стоит ли он своих денег? Об этом можно прочитать здесь, сделайте правильный выбор!

    Кстати, а вы знаете, какой состав у морской воды? Об этом можно прочитать в статье:
    http://pro8odu.

    Дистиллированная вода – это очищенная вода h3O, в которой практически не содержится каких-либо примесей. Обычно ее используют в медицинских, технических или исследовательских целях.

    Дистиллированная вода не предназначена для питья или приготовления пищи. Такую воду производят в специальном оборудовании – дистилляторах, где происходит выпаривание пресной воды и последующая конденсация пара.

    Данный процесс называется «дистилляция». После дистилляции все присутствовавшие в воде примеси остаются в выпаренном остатке.

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    Температура кипения дистиллированной воды будет такой же, как и у обычной водопроводной воды — 100 градусов Цельсия. Разница же заключается в том, что дистиллированная вода будет закипать быстрее по времени, нежели пресная.

    Удельная теплота кипения воды или парообразования – это физическая величина, отражающая количество теплоты, необходимое для превращения 1 л кипящей воды в пар.

    Процесс кипения воды, как и любого другого вещества, происходит с поглощением теплоты. Значительная часть проводимой теплоты необходима для разрыва связей между молекулами воды.

    Другая часть теплоты расходуется на процессы, происходящие при расширении пара. В результате поглощения теплоты увеличивается энергия взаимодействия между частицами пара.

    Эта энергия становится больше энергии взаимодействия молекул воды. Таким образом, при одинаковой температуре внутренняя энергия пара становится выше внутренней энергии жидкости.

    Единица удельной теплоты парообразования в системе СИ: [ L] = 1 Дж/кг.

    Удельная теплота испарения воды равна 2260 кДж/кг.

    Небольшое видео — измерение температуры кипения воды:

    Еще интересные статьи:

    Все о водяных тепловых завесах: принцип действия, характеристики, стоимость

    Что нужно знать перед приобретением промышленного водонагревателя

    Что такое водяная баня и как ее можно сделать?

    18 отзыва на статью“ Все самое интересное о температуре закипания воды ”

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    «В вакууме остаточное давление составляет примерно 4 кПа. При таком показателе давления точкой кипения воды будет 300 С».
    Дорогие друзья, со значением температуры вы ошиблись на порядок!

    Михаил, спасибо за Ваше замечание. Какое там должно быть значение? 30 С?

    В вакууме вода, минуя жидкую фазу, сублимируется (переходит сразу в пар) при температуре

    194К, это -79С.
    Если это будет жидкая вода с комнатной температурой (например, фонтанирующая из трубы непрерывным потоком), то она сублимирует практически полностью.
    https://ru.wikipedia.org/wiki/Вода
    Также, в тексте — бардак с термином «вакуум». Рекомендую авторам почитать:
    https://ru.wikipedia.org/wiki/Вакуум

    при -79С возможно и сублимируется,(испаряется лёд не плавясь) при КТ, жидкая(вообще не может по определению сублимироваться, а только испаряться) вода в вакууме закипиет и заледеневает иногда даже

    А здесь ошиблись на 3 порядка «Удельная теплота испарения воды равна 2260 Дж/кг.» Правильно кДж, т.е. в 1000 раз больше.

    Олег, большое спасибо за Ваше замечание, исправим.

    Чем объясняется высокая температура кипения воды?
    Из-за чего вода кипит при высокой температуре?

    Вода кипит при РАЗНЫХ температурах. Они не высокие и не низкие. Они просто — температуры кипения, молекулы жидкостей набирают достаточно энергии(скорости движения), чтобы покинуть свою среду и вторгнуться с целью оккупации и захвата — в другую среду, которая состоит из жидкостей — с более низкой температурой кипения(воздух к примеру — закипает при температуре -190 С). А железо к примеру кипит при +2800 С. Температуры не быают высокими или низкими, они везде разные. Если взять общий вес тел в солнечной системе, то средняя их температура будет наверное тысячи две градусов. Почему ? А потому что солнце в сотни раз больше суммарного веса всего остального. Поэтому термины типа: Добро/Зло, Хорошо/Плохо, Тепло/Холодно, Темно/Светло — лишь точка зрения конкретного ограниченного взгляда и относительна : — ))) Выгодно — значит хорошо, невыгодно — значит плохо : — )))

    Перегретый пар, это пар с температурой выше 100С(ну если вы не в горах или вакууме, а при нормальных условиях), его получают пропуская пар через раскаленные трубки, либо проще — от кипящего раствора соли или щелочи(опасно — щелочь крепче Na2CO3(например поташ — K2CO3 почему остатки NaOH за день-два становятся не опасными для глаз, в отличие от окарбонатившихся на воздухе остатков KOH)омыляет глаза, не забудьте надеть плавательные очки!), но р-ры такие кипят толчками, нужны кипелки и тонкий слой на дне, воду можно добавлять при выкипании, выкипает только она.
    так из соленой воды можно получить при кипении пар с температурой около 110С, не хуже такого-же из горячей 110С трубы, пар этот содержит лишь воду и нагрет, каким способом он не помнит, но на 10С имеет «запас хода» в сравнении с паром из чайника пресной воды.
    Его можно называть сухим, т.к. согрев(контактируя как в трубе, или даже излучением, свойственным не только солнцу но и любому телу в некоторой(температурно зависимой) степени) некий предмет, пар может охладившись до 100С все еще оставаться газом, и только дальнейшее охлаждение ниже 100С вызовет его конденсацию в каплю воды, и почти вакуум(давление насыщенного пара воды около 20мм рт ст из 760мм рт ст(1 атм), тоесть в 38 раз ниже атмосферного давления, это происходит и с неперегретым, насыщенным паром с температурой 100С в прогревшемся сосуде(чайник из носика которого валит пар), и не только с водой, а с любым кипящим веществом, например медицинский эфир кипит ужЕ при температуре тела, и может кипеть в колбе в ладони, из горлышка которой будут «фонтанировать» его парЫ, заметно преломляющие свет, если теперь второй ладонью закрыть колбу, и убрать нагрев нижней ладони, заменив ее подставкой с температурой ниже 35С, эфир перестанет кипеть, а его насыщенный пар, вытолкнувший при кипении весь воздух из колбы, сконденсируется в каплю эфира, создав вакуум не сильнее чем тот от которого эфир закипает, то-есть примерно равный давлению насыщенного пара эфира при температуре самой холодной точки внутри колбы, или присоединенного к ней без утечек второго сосуда или шланга с закрытым дальним концом, так устроен прибор Криофор, демонстрирующий принцип холодной стенки, как сладкая липучка — пчёл, захватывающей все молекулы пара в системе.(«вакуумный спирт» так гонят, без нагрева)

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    Спасибо за статью)))

    Вода с очень низким давлением и гравитацией в 1g кипит при комнатной температуре .
    Так-что кипение воды не при 300 °С а при 300 °F .
    300-273,16=26,84
    А это всего 26,84°С
    Я тоже ошибаюсь .

    » В вакууме остаточное давление составляет примерно 4 кПа. При таком показателе давления точкой кипения воды будет 300 С. Чем выше давление в вакууме, тем больше величина температуры кипения воды. «

    Не F, а К. (не по Фаренгейту, а по Кельвину)

    И фаренгейта вы тоже не правильно посчитали.

    1. При каком давлении вода будет кипеть без нагревания?
    2. Продолжится ли кипение, если отключить нагрев, но сохранить сжатие-давление?

    Вопрос № 1 поставлен не корректно. Без нагревания вода не будет кипеть вообще. Другое дело если при понижении давления температура кипения станет ниже текущей температуры воды, то будет кипение «БЕЗ ПОДВОДА ТЕПЛА». За счет запасенной в самой воде энергии — вплоть до самоохлаждения до температуры кипения.

    2. Еще один не корректный вопрос. Поскольку не заданы все прочие условия. Как то:
    Что понималось под тремином сжатие-давление. Так сжатие или давление. Рекомендую освежить тремодинамику за 6 класс. Ибо об изобарном или об изохорном процессах речь идет?
    была ли вода перегрета — насколько. и.т.д.

    А при более 1700 Цельсия вода очень так хорошо разлогается на кислород и водород…бада-бум получается, ни нада ею плескать на всякие там горящие металлическо-сикамбричнеские конструкции

    кислород и водород не могут гореть в условиях при которых равновесие обратимой реакции 2h3(44.8 литра газа при АД = 2 моля)+O2(22.4литра при АД = 1моль)2h3O(18*2=36гр=2 моля)+286.2кДж/моль
    смещено влево — в сторону исходных компонентов

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    почти также как при 200С медный купорос станет белым обезводившись,а при КТ его с водой смешав получишь нагрев и посинение в кристаллоргидрат привычный, однако при 200С ты воду не добавишь получив синий купоров и дополнительный нагрев

    Какое давление нужно создать в вакууме чтобы достигнуть 1000С

    Максимальная температура – вода

    Максимальная температура воды / в ограничена. [1]

    Максимальная температура воды в насосных системах отопления может быть выше 95 С и во многих случаях, например в отопительных системах производственных зданий, доходит до 150 С. При высокой температуре воды в трубопроводах для компенсации их температурных удлинений предусматривают установку компенсаторов. [3]

    Максимальная температура воды , применяемой для обогревания панелей, не превышает 115 С. В последнее время проводятся опыты, выявляющие возможность нагрева стеновых панелей водой с более высокой температурой. [5]

    Максимальная температура воды в водонагревательных системах горячего водоснабжения не должна превышать 75 С, а минимальная температура в точках водоразбора не должна быть ниже 60 С. [6]

    Максимальная температура воды в водонагревателях систем горячего водоснабжения не должна превышать 75 С, температура воды в точках водоразбора не должна быть ниже 60 С. [7]

    Максимальная температура воды в водоподогревателе не должна превышать 75 С. [8]

    Максимальная температура воды при наинизшей температуре наружного воздуха выбирается обычно из условий осуществления ( главным образом, фабрично-заводской) вентиляции в 130 С. [9]

    Максимальные температуры воды в подающей линии сети при этом получаются при расчетной температуре воздуха для систем отопления и принимаются в пределах 130 – 150 С. Соответствующие температуры воды в обратной линии составляют обычно 70 С. По мере повышения температуры наружного воздуха температуры воды в подающей и обратной линиях сети снижаются, причем зависимость между этими температурами является примерно прямолинейной. [11]

    Если у вас возникнут вопросы, можете бесплатно проконсультироваться в чате с юристом внизу экрана или позвонить по телефону
    8 800 350-81-94 (консультация бесплатно), работаем круглосуточно.

    Максимальная температура воды в водонагревателях систем горячего водоснабжения не должна превышать 75 С, температура воды в точках водоразбора не должна быть ниже 60 С. [12]

    Максимальные температуры воды определяются при скорости ветра 2 м / сек. Если произведенные подсчеты покажут, что при максимальных температурах воды и соответствующих этому периоду максимальных паровых нагрузках турбины не могут развить полной номинальной мощности, то в случае недопустимости снижения мощности турбин по условиям работы электростанции расчетные расходы воды должны быть увеличены до соответствующих значений. [14]

    Остались вопросы? Бесплатная консультация по телефону:

    8 800 350-81-94

    Круглосуточно

    Вода, водяной пар и их свойства. — 25 Апреля 2015






    ВЕ10574





    Вода, водяной пар и их свойства

    Вода — самое распространенное на Земле вещество, представляет собой химическое соединение водорода с кислородом. Вода является прекрасным растворителем, и поэтому все природные воды — это растворы, содержащие разнообразные вещества — соли, газы и другие примеси.
    Вода и водяной пар получили наибольшее применение в промышленности в качестве рабочего тела и теплоносителя. Это объясняется, в первую очередь, доступностью благодаря распространению воды в природе, а также тем, что вода и водяной пар обладают относительно хорошими термодинамическими характеристиками.
    Так, удельная теплоемкость воды выше по сравнению с многими жидкостями и твердыми телами (при повышении температуры до температуры кипения, т. е. в интервале температур 0… 100 °С при атмосферном давлении с = 4,19 кДжДкг-К)). В отличие от других жидких и твердых тел теплопроводность воды с повышением температуры до 120… 140 °С увеличивается в зависимости от давления, а при дальнейшем повышении температуры — уменьшается. Наибольшая плотность воды (1,000 г/см3) достигается при 4 °С. Температура плавления (таяния льда) 0 °С.
    Изменение агрегатного состояния воды из жидкого в газообразное называется парообразованием, а из газообразного в жидкое — конденсацией.
    Превращение жидкой воды в пар — парообразование — возможно при испарении и при кипении воды.
    Испарение воды — процесс парообразования путем отрыва и улетучивания молекул воды с открытой ее поверхности, происходящий при температуре ниже точки кипения при данном давлении. При испарении с поверхности жидкости отрываются и улетают молекулы, обладающие повышенными относительно равновесного значения скоростями движения, вследствие чего средняя скорость движения молекул в массе жидкости снижается и, как следствие, снижается температура всей массы воды.
    При подводе теплоты к массе жидкости, т.е. при нагревании воды, ее температура и интенсивность испарения увеличиваются, и наступает момент, соответствующий определенным значениям температуры и давления, когда испарение начинается в объеме воды — вода закипает.
    Кипение воды — процесс интенсивного испарения не только на ее свободной поверхности, но и внутри образующихся пузырьков пара, при определенной температуре нагрева воды, называемой температурой кипения. При атмосферном давлении температура кипения составляет приблизительно 100 °С, с повышением давления температура кипения возрастает.
    Количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг воды для ее превращения из жидкого состояния в парообразное при температуре кипения, называется скрытой теплотой парообразования г. С повышением давления скрытая теплота парообразования уменьшается (табл. 1.1).

    Конденсация — обратный процесс превращения пара в жидкость. Такую жидкость называют конденсатом. Данный процесс сопровождается выделением теплоты. Количество теплоты, выделяющееся при конденсации 1 кг пара, называется теплотой конденсации пара, она численно равна скрытой теплоте парообразования.

    Водяной пар — вода в газообразном агрегатном состоянии. Водяной пар, имеющий максимальную плотность при данном давлении, называется насыщенным. Насыщенным является пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкой фазой, т.е. имеющий одинаковые температуру и давление с кипящей водой. Насыщенный водяной пар может быть влажным и сухим. В объеме влажного насыщенного пара в виде мельчайших капелек находится вода, которая образуется при разрыве оболочек паровых пузырьков. Сухой насыщенный пар не содержит капелек воды, он характеризуется температурой насыщения. Свойства насыщенного пара (плотность, удельная теплоемкость и др.) определяются только давлением. Пар, температура которого для определенного давления превышает температуру насыщенного пара, называется перегретым. Разность температур между перегретым и сухим насыщенным паром при том же давлении называется перегревом пара.
    Отношение массы сухого насыщенного пара к массе влажного насыщенного пара называется паросодержанием, или степенью сухости пара х. Эта важная характеристика влажного насыщенного водяного пара определяет долю пара в пароводяной смеси, где у — доля жидкости:
    X = 1 — у.
    Отделение капель воды от пара называется сепарацией, а устройства, предназначенные для этой цели, — сепараторами.
    Энтальпия влажного насыщенного пара hx, кДж/кг, выражается через степень сухости следующим образом:
    hx= h’ + rx,
    где h’ — энтальпия воды при температуре кипения, кДж/кг.
    Таблица 1.1
    Свойства воды и сухого насыщенного пара в зависимости от давления

    Энтальпия перегретого пара /гпп, кДж/кг:

    Насколько горячий пар от кипящей воды?

    Когда вода кипит, ее температура составляет 100 ° C (373,15 K) при атмосферном давлении. После этого выделяемое тепло является скрытым теплом, которое только изменяет фазу воды (на пар). Таким образом, температура образующегося пара также составляет 100 ° C, если пар не перегрет.

    Насколько горячий пар выходит из кипящей воды?

    При нагревании вода испаряется, то есть превращается в водяной пар и расширяется. При 100 ℃ он закипает, поэтому быстро испаряется.А в точке кипения образуется невидимый пар.

    Может ли пар нагреваться выше 212 градусов?

    Правда ли, что вода (пар и лед) не может быть горячее 212 градусов и холоднее 32 градусов? A: Это неправда, что вода может достигать 212 градусов тепла, а холодная — 32 градусов. После того, как вода переходит из жидкости в газ (при 212 градусах по Фаренгейту), она может нагреваться намного сильнее.

    Какая максимальная температура пара?

    обычно в критической точке парового купола максимальная температура и давление, которые может иметь пар, составляют 375 градусов Цельсия….пар выше этой температуры обычно называется перегретым паром… Температура, используемая в паровых электростанциях, использующих перегретый пар, может поднять температуру до 600 градусов при повышенном давлении.

    При какой температуре испаряется кипящая вода?

    Это означает, что для испарения воды требуется примерно в четыре раза больше тепла, чем при повышении ее температуры с 0 ° C до 100 ° C.

    Готовка на пару быстрее кипения?

    Приготовление на пару улучшает вкус овощей.Варка на пару быстрее, чем кипячение. Приготовление на пару потребляет гораздо больше энергии и времени, чем кипячение. … Кипячение, потому что большинство из вас зря тратит время, ожидая, пока закипит большая кастрюля с водой, в то время как ваша голодная семья сидит и становится все более голодной.

    Неужели приготовление на пару горячее кипения?

    Пар представляет собой фазовый переход из жидкой формы и имеет ту же температуру, что и вода, из которой он образовался. … Пар горячее кипящей воды, потому что пар получает дополнительное тепло, то есть скрытое тепло (количество тепла, необходимое для изменения его состояния.

    Кипяток всегда 212 градусов?

    Ответ: вода достигает точки кипения и остается там. Температура кипения воды неодинакова. Температура кипения зависит от давления. На уровне моря вода кипит при 100 ° C (212 ° F) и замерзает при 0 ° C (32 ° F).

    Насколько горячий пар может нагреваться под давлением?

    Этот пар мгновенного испарения важен, потому что он содержит тепловые блоки, которые можно использовать для экономичной работы установки и которые в противном случае тратятся впустую.Как он образуется? Когда вода нагревается при атмосферном давлении, ее температура повышается до 212 ° F, наивысшей температуры, при которой вода может существовать при таком давлении.

    В чем разница между приготовлением на пару и кипячением?

    Варка требует времени, и овощи просто варят в воде до тех пор, пока они не станут достаточно приготовленными до желаемой степени мягкости. Тушеные овощи готовятся в корзине или вентилируемом контейнере, где они не находятся в воде, а находятся над кастрюлей с кипящей водой и готовятся на пару.

    Какова температура пара при 100 фунтах на квадратный дюйм?

    Температура насыщенного пара

    Давление Температура Температура
    (фунт / кв. Дюйм) (° F) (° C)
    100 337,8 169,9
    (psi) (° F) (° C)
    Давление Температура Температура

    Может ли температура пара быть меньше 100 градусов?

    Почему мой душ испаряется, если температура воды не превышает 100 градусов Цельсия? … В воздухе всегда есть вода даже при температуре ниже 100 C.Это называется влажностью. Если количество воды в воздухе ниже точки насыщения (влажность 100%), вы обычно ее не увидите.

    Какое максимальное давление пара?

    Давление пара может достигать 3500 фунтов на кв. Дюйм (241,32 бара (изб.)) На входе и всего 0,5 фунтов на квадратный дюйм (0,034 бара (абс.)) На выходе из паровой турбины [4]. Паровые турбины могут работать на различном газообразном, жидком и твердом топливе.

    Насколько холоден трюк с кипятком?

    Это называется тройной точкой, и температура должна достигать 0.- 01 ° C (32,018 ° F), — объясняет Утталь. Когда вы кипятите воду, вы добавляете энергии воде в жидком состоянии.

    Кипяченая вода испаряется?

    Кипящая вода быстро испаряется, как пар. Испарение — это противоположность конденсации, когда водяной пар превращается в жидкую воду. Кипящая вода испаряется в воздухе.

    Вода испаряется при 0 градусах?

    Почему происходит испарение

    Для испарения необходимо тепло (энергия).Энергия используется для разрыва связей, удерживающих молекулы воды вместе, поэтому вода легко испаряется при температуре кипения (212 ° F, 100 ° C), но гораздо медленнее испаряется при температуре замерзания.

    Оценить температуру и давление пара в котле с кипящей водой

    Слишком много неизвестных, чтобы смоделировать ситуацию с какой-либо точностью.

    Если вам известна мощность, накачиваемая в вашу кастрюлю, вы можете легко вычислить количество пара, образовавшегося за счет скрытой теплоты испарения воды.Вы можете рассчитать мощность, вырабатываемую вашей плитой, исходя из расхода газа или силы тока, если это электрическая плита, но никто не догадывается, какой процент из нее теряется в окружающей среде и сколько остается в кастрюле.

    При любом значительном расходе пара я предполагаю, что турбулентное перемешивание обеспечит примерно постоянную температуру пара во всем поддоне. Температура будет соответствовать температуре кипения воды при внутреннем давлении. Скорость потока пара через отверстие в поддоне довольно просто вычислить из первых принципов, хотя, поскольку пар так важен в промышленном отношении, я предполагаю, что некоторые поисковые запросы в Google найдут таблицы и эмпирические уравнения для скорости потока.

    Ответ на комментарий:

    Пусть масса воды, теряемая за секунду, составляет $ m $, тогда мощность, подаваемая на воду в поддоне, равна:

    $$ W = мл $$

    где $ L $ — скрытая теплота испарения воды. Это будет равно мощности, вырабатываемой вашей плитой, умноженной на некоторый неизвестный коэффициент, меньший единицы, чтобы учесть потерю тепла в окружающую среду.

    Ответ на второй комментарий:

    Температура воды будет близка к точке кипения, потому что любая вода, температура которой превышает точку кипения, превращается в пар, а требуемая скрытая теплота снова охлаждает воду.Пар в слое непосредственно над водой будет иметь ту же температуру, что и вода, потому что он находится в тепловом контакте с ней.

    Если пар над водой горячее, чем вода, спросите, что его нагревает. Я могу думать только о том, что может нагреть пар, — это стенки и крышка кастрюли. Однако сковорода нагревается только снизу, и теплопроводность через стенки поддона намного медленнее, чем нагрев / охлаждение за счет конвекции между стенками поддона и водой в поддоне.Поэтому я предполагаю, что стенки и крышка кастрюли также близки к температуре кипения воды — на самом деле они, вероятно, будут немного холоднее, потому что они будут терять тепло в окружающий воздух.

    Итак, я предполагаю, что пока в кастрюле достаточно воды, пар в кастрюле будет близок к температуре воды.

    Термодинамика

    — Почему мы «чувствуем» пар при 100 ° C как более горячий, чем вода при 100 ° C?

    То, что мы определяем как «горячую» или «холодную», — это передача энергии — ее количество (количество) и скорость (скорость передачи), а также то, как она повышает нашу температуру.Чем больше энергии передается от объекта быстро, тем горячее на ощупь.

    Во-первых, пар находится в испаренной фазе, поэтому у него больше энергии. При 100 градусах Цельсия вода может существовать как в газовой, так и в жидкой фазах. Однако для испарения жидкой воды требуется подвод энергии. Эта энергия (называемая энергией испарения) специфична для каждого материала, но если ее добавить, она не повысит температуру, а просто превратит жидкость в газ. Итак, испаряя воду при 100 ° C, вы получаете водяной пар при 100 ° C.Точно так же вы можете конденсировать этот пар, удалив то же количество энергии, которое требуется для его испарения. В этом случае вы восстановите воду при 100 градусах.

    Когда вы дотронетесь до чего-то горячего, оно будет передавать вам тепло, пока температуры не сравняются. Поэтому, когда вы касаетесь горячей воды, вода просто передает энергию, необходимую для достижения температуры поверхности вашей руки (чего не произойдет, вы вытащите руку гораздо раньше). Однако, когда вы касаетесь пара, он также передает вам энергию конденсации, а это на самом деле много энергии.Эта энергия резко повышает температуру вашей руки, и вы чувствуете, что она «горячая».

    Рассмотрим простое уравнение теплопередачи: скорость теплопередачи $ H $ равна $$ H = kA \ dfrac {T_ \ text {hot} -T_ \ text {cold}} L $$

    $ L $ для нашего случая неважно. Важна постоянная теплопроводности $ k $, которая зависит от материала. Чем выше эта константа, тем быстрее передается тепло, поэтому передается больше тепла, и температура вашей руки увеличивается.

    Далее $ A $ представляет площадь контакта между поверхностями.Как отмечает @Wrzlprmft, пар легче проникает в поры кожи. Это обеспечит передачу большего количества тепла, поскольку общая площадь контакта больше.

    Мы также можем максимизировать теплопередачу, увеличив разницу температур, $ T_ \ text {hot} -T_ \ text {cold} $. Чем больше эта разница, тем больше тепловой поток. Обратите внимание, что по мере прохождения тепла эта разница будет уменьшаться. В случае воды $ T_ \ text {hot} $ опускается, а $ T_ \ text {cold} $ становится выше. Однако при температуре пара 100 ° C энергия конденсации сначала покидает пар без изменения температуры газа, поэтому $ T_ \ text {hot} -T_ \ text {cold} $ сжимается медленнее; $ T_ \ text {hot} $ не меняется, и поэтому теплопередача происходит быстрее.Кроме того, энергия конденсации, за неимением лучшего слова, довольно велика, а это означает, что большая часть будет передаваться с такой высокой скоростью.

    TL; DR. Причина, по которой пар кажется более горячим, заключается в том, что он может передавать нам больше энергии быстрее (то есть без снижения его температуры за счет передачи энергии конденсации), в то время как вода не может. Наше ощущение того, что горячо, определяется тем, сколько энергии и как быстро объект передает эту энергию, чтобы поднять нашу температуру.


    Edit: Я забыл упомянуть, что, в отличие от воды, пар может быть плотно упакован, потому что это газ.В зависимости от того, насколько сжат пар в данном объеме, вы можете испытать пар при температуре 100 ° C, чтобы почувствовать себя теплее или холоднее, чем вода при 100 ° C. В целях своего ответа я предположил, что пар плотный и плотно упакованный, что в конечном итоге может компенсировать более низкую константу теплопроводности пара.

    Термодинамика

    — действительно ли повышение температуры кастрюли с кипящей водой делает ее более горячей?

    Суть в том, что для всех практических целей включение тепла не имеет никакого значения.Однако следует учесть несколько тонкостей.

    Вода закипает, когда химический потенциал воды равен химическому потенциалу водяного пара при той же температуре. Одним из факторов, определяющих химический потенциал водяного пара, является давление или, точнее, парциальное давление водяного пара в воздухе.

    Если вы возьмете таз с водой комнатной температуры и поместите его в герметичную камеру, вода испарится до тех пор, пока парциальное давление водяного пара не станет равным примерно 0.03 атмосферы. Если вы увеличите температуру, скажем, до 50ºC, то химический потенциал воды возрастет, так что парциальное давление водяного пара возрастет до соответствующего значения — примерно до 0,12 атмосферы. Пока парциальное давление водяного пара может продолжать расти, кипение воды прекращается.

    Но при нагревании воды на открытом воздухе парциальное давление водяного пара не может подниматься выше 1 атмосферы, поэтому, когда температура достигает 100 ° C, парциальное давление водяного пара больше не может увеличиваться, чтобы остановить кипение воды и нагреть воду. энергично только вызывает усиленное испарение и не повышает температуру.Температура воды остается фиксированной на уровне 100ºC.

    Однако это предполагает, что вода и пар находятся в равновесии, и в реальной жизни система вода / пар может быть близка к равновесию, но на самом деле не будет в равновесии. Мы неизбежно получаем перегрев, и температура воды может немного подняться выше 100ºC. Чем сильнее вы нагреете воду, тем выше будет степень перегрева и тем выше будет температура воды.

    Таким образом, включение газа повысит температуру воды немного выше 100ºC.Однако мы говорим об очень небольшом увеличении — максимум на несколько градусов — и вряд ли это существенно повлияет на время приготовления. Отсюда мой вводный комментарий о том, что для всех практических целей повышение температуры не имеет значения.

    Почему из моего горячего напитка выходит пар, когда он ниже точки кипения? : askscience

    Преподаватель химии HS здесь. Я дам ELI17.

    Для начала необходимо определить температуру, и мы определим температуру вещества как средней кинетической энергии всех составляющих его частиц.Как мы знаем из средних значений, баллы всегда будут выше и ниже.

    Кипение и испарение — это не одно и то же.

    Испарение — это физический процесс превращения газа в жидкость. Это происходит, когда отдельная частица имеет достаточно кинетической энергии (она движется достаточно быстро), чтобы избежать притяжения, которое она имеет к соседним частицам. При ЛЮБОЙ температуре всегда есть частицы, которые по случайной случайности обладают достаточной кинетической энергией, чтобы улететь. Это происходит на поверхности жидкости, где притяжение к остальной части жидкости происходит только в одном направлении, позволяя частице ускользнуть, если она движется в противоположном направлении.При повышении температуры общее количество частиц, которые могут вылетать, также увеличивается, что увеличивает скорость испарения. Поэтому мы используем горячий воздух в сушилках для одежды или при развешивании одежды летом она сохнет быстрее, чем зимой.

    Кипение — это точка, в которой внутреннее давление пара (давление, оказываемое испаряющейся жидкостью) равно внешнему атмосферному давлению (вес воздуха, давящего на жидкость). Когда достигается точка кипения, испарение может происходить как внутри жидкости, так и на ее поверхности.Вот почему в воде появляются пузыри. Это не воздух, это чистый водяной пар.

    температура жидкости не может превышать ее точку кипения (которая изменяется в зависимости от атмосферного давления), так как любая добавленная дополнительная энергия заставляет частицы вырываться из жидкости и испаряться. Вот почему часто есть отдельные инструкции по приготовлению (на большой высоте). При более низком давлении вода закипает при более низкой температуре, а это означает, что время приготовления должно быть больше. Это также причина того, почему скороварки (которые увеличивают внутреннее давление) позволяют воде достичь более высокой максимальной температуры до того, как произойдет кипение)

    Что такое пар? | Industrial Controls

    Во многих выпусках Info-Tec обсуждались элементы, используемые в паровых системах, такие как клапаны, регуляторы, сифоны, средства управления и т. Д.Этот Info-Tec будет заниматься самим паром. Понимание пара, почему и как он работает, поможет понять устройства, используемые для управления паром.

    Что такое пар?

    Пар — это вода в газообразном состоянии. К воде нужно добавить достаточно тепла, чтобы поднять температуру жидкой воды до точки кипения, а затем добавить больше тепла, чтобы вызвать изменение состояния на пар без повышения температуры.

    Количество тепла, необходимое для повышения температуры воды до кипения, называется явным теплом . Количество тепла, необходимое для превращения воды в пар, называется скрытой теплотой парообразования . Скрытая теплота испарения точно такая же, как «скрытая теплота конденсации». Это принцип, который используют паровые системы. Как мы увидим, эта скрытая теплота является основной причиной использования водяного пара в качестве теплоносителя.

    Чтобы проиллюстрировать явное и скрытое тепло, мы должны вспомнить определение BTU (британской тепловой единицы), меры количества тепла. BTU определяется как количество тепла, необходимое для подъема одного фунта воды на один градус по Фаренгейту.

    Явное тепло — это тепло, которое можно легко почувствовать. Это можно почувствовать, даже «увидеть» с помощью термометра. Скрытое тепло — это тепло, которое присутствует «там», но не всегда ощутимо.

    Простой эксперимент демонстрирует явное и скрытое тепло.

    На рис. 1 показан стеклянный стакан, содержащий один фунт воды. Термометр можно опускать в воду. Термометр показывает, что вода имеет комнатную температуру 70 ° F.Стакан с водой помещается над горелкой, и горелка включается. Горелка поднимает температуру фунта воды до 212 ° F. Это потребовало 142 БТЕ. 212 — 70 = 142. (Вспомните определение BTU.)

    Рисунок 1.

    Это 142 БТЕ — физическое тепло. Мы можем «видеть» тепло, добавляемое к воде горелкой, что подтверждается термометром. Мы могли опустить руку в воду и «почувствовать» добавленное тепло; «Почувствуйте» это. (Не рекомендуется.)

    Продолжительное добавление тепла вызовет закипание воды, но термометр не поднимется выше! При атмосферном давлении он будет оставаться на отметке 212 ° F! Как это может быть? Горелка все еще горит. Мы видим, что вода все еще нагревается. Куда уходит все это дополнительное тепло?

    Это вызывает изменение состояния. Вода превращается в пар. Это изменение состояния требует большого количества тепла, гораздо большего, чем необходимо для повышения температуры воды с 70 ° F до 212 ° F.Чтобы превратить фунт воды в фунт пара при атмосферном давлении, необходимо дополнительно 970 БТЕ!

    Мы не можем «видеть» эту жару. Мы не можем «почувствовать» это тепло, но оно есть. Это «скрытое» тепло, скрытое тепло. Точный термин — «скрытая теплота испарения».

    Скрытая теплота испарения точно такая же, как скрытая теплота конденсации. То есть; если мы конденсируем фунт пара при 212 ° F обратно в фунт воды при 212 ° F, мы должны извлечь из пара 970 БТЕ.Вот почему так широко используется пар. Фунт пара, содержащий большое количество тепловой энергии, может быть быстро и легко транспортирован по распределительной системе в удаленные места, где энергия может быть восстановлена ​​и использована для полезной работы.

    Температура кипения воды непостоянна. Изменение давления воды может изменить ее точку кипения. Для этого требуется замкнутая система, чтобы можно было контролировать давление. Затем воду можно кипятить при температуре 50 ° F, скажем, 500 ° F, так же легко, как и при 212 ° F.Единственное, что необходимо, — это изменить давление над водой на давление, соответствующее желаемой температуре кипения.

    Например, если давление в котле повышается до 52 фунтов на кв. (67 фунтов на квадратный дюйм), вода закипит при 300 ° F. И наоборот, если бы давление было понижено до вакуума 29,6 дюймов ртутного столба, вода закипела бы при 40 ° F.

    Изменение точки кипения воды путем изменения давления приводит к изменению других физических свойств. При атмосферном давлении скрытая теплота испарения составляла 970 БТЕ на фунт, но при 100 фунтах на квадратный дюйм она составляет 889 БТЕ на фунт.

    Таблицы пара, показывающие свойства пара, прилагаются. Таблица 1 и Таблица 2 по сути одинаковы, разница в том, что Таблица 1 — это таблица температур в столбце 1, Таблица 2 — таблица давления в столбце 1. Они хорошо работают вместе, поскольку горизонтальные записи в таблице 1 заполняют пробелы на другая таблица.

    Таблица 1.

    Таблица 2.

    Если необходимо знать скрытую теплоту парообразования для пара при 240 ° F, то в Таблице 1 не отображается линия 240 ° F.Это 212 ° F или 250 ° F. В столбце 2 таблицы 2 отображается значение 240,07 ° F. (Это показывает, что вода при 25 фунт / кв. Дюйм закипает при 240,07 ° F.) Скрытое тепло составляет 952,1 БТЕ на фунт, столбец 6.

    Энтальпия

    Ни одно обсуждение пара не будет полным без упоминания энтальпии. Энтальпия — это общее тепло. Энтальпия — это свойство веществ, которое является мерой их теплосодержания. Это удобно для определения количества тепла, необходимого для определенных процессов.Из Таблицы 1 общее тепло пара при атмосферном давлении (0 фунтов на кв. Дюйм или 14,696 фунтов на кв. Дюйм) составляет 1150,4 БТЕ на фунт. Эта сумма состоит из двух частей: явного и скрытого тепла. Явное тепло повышает температуру воды с 32 ° F до 212 ° F, 180,07 БТЕ на фунт. (Колонка 6). Скрытая теплота испарения воды составляет 970,3 БТЕ на фунт при 212 ° F. (Колонка 7). Сумма составляет 1150,4 БТЕ на фунт. (Столбец 8). Эта информация может использоваться, чтобы определить, сколько тепла потребуется для преобразования воды в пар при любой температуре и давлении.Например, какое количество тепла требуется для превращения воды при температуре 70 ° F в пар при температуре 250 ° F? Из таблицы 1, строка 250 ° F, столбец 8, энтальпия пара составляет 1164 БТЕ на фунт. Согласно столбцу 6, линия 70 ° F, энтальпия воды составляет 38,04 БТЕ на фунт. 1164 представляет собой общее теплосодержание пара, а 38,04 — теплосодержание воды при температуре 70 ° F. Разница составляет 1164 — 38,04 или 1125,96 БТЕ на фунт. это количество тепла, которое необходимо добавить к воде при температуре 70 ° F, чтобы превратить ее в пар при температуре 250 ° F.

    Перегретый пар

    Следует упомянуть перегретый пар.

    Невозможно перегреть пар в присутствии воды, потому что все подводимое тепло приведет только к испарению воды. Как мы видели на рисунке 1, температура воды будет оставаться постоянной, пока вся вода не выкипит. Пар той же температуры, что и кипящая вода, является «насыщенным» паром. Перегретый пар — это пар с более высокой температурой, чем кипящая вода под таким же давлением. Перегретый пар используется в основном для выработки электроэнергии. Турбины более эффективны, требуют меньше обслуживания и дольше работают на перегретом паре.Обычно при коммерческом промышленном отоплении и технологических процессах мы имеем дело с насыщенным паром.

    (Интересным моментом, касающимся кондиционирования воздуха, является тот факт, что вся влага в атмосферном воздухе существует в виде перегретого пара при очень низком давлении. Скрытая тепловая нагрузка от перегрева этого пара может составлять более 50% нагрузки кондиционера. охлаждая смесь воздуха и перегретого пара, пар перегревается до тех пор, пока не достигнет точки, в которой он конденсируется в воду.Эта точка называется «точкой росы». Фактически, это температура конденсации пара низкого давления.)

    Steam широко используется. Практически на каждом заводе будет работать один или несколько паровых агрегатов. На рисунке 2 показаны некоторые варианты использования на типичном предприятии.

    Рисунок 2.

    Пар, вырабатываемый в котле, может быть передан в удаленные места через системы трубопроводов для выполнения многих полезных задач. Более высокое давление в котле подталкивает пар туда, где он необходим, и хотя некоторые потери происходят в любой распределительной системе, тщательно спроектированная и изолированная система минимизирует эти отходы и подает пар туда, где он предназначен для нагрева.Здесь та же скрытая теплота испарения теперь становится скрытой теплотой конденсации, используемой для нагрева воздуха, воды, посуды для приготовления пищи и т. Д.

    Точка кипения воды при более высоком давлении

    Когда вода нагревается, она достигает температуры — точки кипения — при которой давление пара достаточно велико, чтобы внутри воды образовывались пузырьки. Температура кипения воды зависит от давления.

    Онлайн-калькулятор точки кипения воды

    Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета точки кипения воды при заданном абсолютном давлении.
    Температура на выходе указывается в ° C, ° F, K и ° R.

    Примечание! Давление должно находиться в пределах 1-220 бар, 14,7-3200 фунтов на кв. Дюйм, 760-165 000 мм рт. Ст. Или 30-6500 дюймов рт. Ст.

    Точки кипения воды при абсолютном давлении в диапазоне от 1 до 70 бар или от 14,7 до 1000 фунтов на квадратный дюйм указаны на рисунках и в таблицах ниже:

    См. Вода и тяжелая вода для получения информации о термодинамических свойствах при стандартных условиях.
    См. Также другие свойства Вода при изменении температуры и давления : Точки кипения при вакуумном давлении, Плотность и удельный вес, Динамическая и кинематическая вязкость, Энтальпия и энтропия, Теплота испарения, Константа ионизации, pK w , нормальной и тяжелой воды, точки плавления при высоком давлении, число Прандтля, свойства в условиях равновесия газ-жидкость, давление насыщения, удельный вес, удельная теплоемкость (теплоемкость), удельный объем, теплопроводность, температуропроводность и давление пара в газе. жидкое равновесие.

    900

    900

    900

    900

    Абсолютное давление Температура кипения воды
    [бар]
    [1×10 5 * Па]
    900 фунтов на квадратный дюйм

    [мм рт. Ст.] [дюйм рт.92 100 212
    1.034 15,0776 30,54 101 213
    1,103 16,0 827 32,58 102 216
    1,172 17,0 879 34,61 104 219
    1,241 18,0 931 36.65 106 222
    1,310 19,0 983 38,68 107 225
    1,379 20,0 1034 40,72 109 228
    1,517 22,0 1138 44,79 112 233
    1,655 24,0 1241 48.86 114 238
    1,793 26,0 1345 52,94 117 242
    1,931 28,0 1448 57,01 119 246
    2,068 30,0 1551 61,08 121 250
    2,206 32,0 1655 65.15 123 254
    2,344 34,0 1758 69,22 125 258
    2,482 36,0 1862 73,30 127 261
    2,620 38,0 1965 77,37 129 264
    2,758 40,0 2069 81.44 131 267
    2,896 42,0 2172 85,51 132 270
    3,034 44,0 2275 89,58 134 273
    3,172 46,0 2379 93,66 135 276
    3,309 48,0 2482 97.73 137 279
    3,447 50,0 2586 101,8 138 281
    3,585 52,0 2689 105,9 140 284
    3,723 54,0 2793 109,9 141 286
    3,861 56,0 2896 114.0 142 288
    3,999 58,0 2999 118,1 144 291
    4,137 60,0 3103 122,2 145 293
    4,275 62,0 3206 126,2 146295
    4,413 64,0 3310130.3 147 297
    4,551 66,0 3413 134,4 148 299
    4,688 68,0 3517 138,4 149 301
    4,826 70,0 3620 142,5 151 303
    4,964 72,0 3723 146.6 152 305
    5,102 74,0 3827 150,7 153 307
    5,240 76,0 3930 154,7 154 309

    5,378 78,0 4034 158,8 155 310
    5,516 80,0 4137 162.9 156 312
    5,654 82,0 4241 167,0 157 314
    5,792 84,0 4344 171,0 158 171,0 158 5,929 86,0 4447 175,1 158 317
    6,067 88,0 4551 179.2 159319
    6,205 90,0 4654 183,2 160320
    6,343 92,0 4758 187,3 161 322 6,481 94,0 4861 191,4 162 323
    6,619 96,0 4965 195.5 163 325
    6,757 98,0 5068 199,5 164 326
    6,895 100 5171 203,6 164 328
    7,239 105 5430 213,8 ​​ 166 331
    7,584 110 5689 224.0 168 335
    7,929 115 5947 234,1 170 338
    8,274 120 6206 244,3 172
    10,34 150 7757 305,4 181 359
    12,07 175 9050 356.3 189 372
    13,79 200 10343 407,2 194 382
    15,51 225 11636 458,1 200 392

    458,1 200
    17,24 250 12929 509,0 205 401
    18,96 275 14222 559.9 210 410
    20,68 300 15514 610,8 214 417
    22,41 325 16807 661,7 218 425

    24,13 350 18100 712,6 222 432
    25,86 375 19393 763.5 226 438
    27,58 400 20686 814,4 229 445
    29,30 425 21979 865,3 233
    31,03 450 23272 916,2 236 456
    32,75 475 24565 967.1 239 462
    34,47 500 25857 1018 242 467
    36,20 525 27150 1069 245 472

    1069 245 472 900

    37,92 550 28443 1120 247 477
    39,64 575 29736 1171 250 482
    41.37600 31029 1222 252 486
    43.09625 32322 1273 255 491
    44,82 650 33615 257 495
    46,54 675 34908 1374 260 499
    48.26 700 36200 1425 262 503
    49,99 725 37493 1476 264 507
    51,71 750 38727

    266 511
    53,43 775 40079 1578 268 515
    55.16 800 41372 1629 270 518
    56,88 825 42665 1680 272 522
    58,61 850 439531 900 274 525
    60,33 875 45251 1782 276 529
    62.05 900 46543 1832 278 532
    65,50 950 49129 1934 281 539
    68.95 1000 51715

    285 545
    75,06 1089 56301 2217 290555
    84.64 1228 63485 2499 298 570
    98,78 1433 74091 2917 310 590
    114,6 1662 85965 321 610
    127,9 1854 95895 3775 329 625
    147.3 2136 110462 4349 341 645
    163,3 2369 122493 4823 349 660
    186,8 2710 5512

    186,8 2710 14012 360 680
    213,5 3096 160131 6304 371 700
    222.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *