Što se događa s temperaturom ključanja s padom tlaka?

Kako se pritisak okolnog zraka smanjuje, temperatura potrebna za prokuhavanje tekućine također se smanjuje. Primjerice, potrebno je duže vremena da se neka hrana proizvodi na visokim nadmorskim visinama, jer voda ključa na nižim temperaturama; voda zadržava manje topline pa pravilno kuhanje zahtijeva više vremena. Povezanost tlaka i temperature objašnjava se svojstvom koje se naziva tlak pare, mjera kako molekule lako isparavaju iz tekućine.

TL; DR (predugo; Nisam pročitao)

Kako se temperatura okoline povećava, povećavaju se i temperature ključanja. To je zato što povećana temperatura okoline otežava isparavanje pare iz tekućine, a za vrenje je potrebno više energije.

Tlak pare

Tlak pare tvari je tlak pare koji djeluju na spremnik tvari pri određenoj temperaturi; to vrijedi i za tekućine i za krute tvari. Na primjer, napola napunite posudu vodom, ispumpajte zrak i zatvorite posudu. Voda isparava u vakuumu, stvarajući paru koja vrši pritisak. Na sobnoj temperaturi, tlak pare je 0,03 atmosfere ili 0,441 kilograma po kvadratnom inču. Kada se temperatura povećava, povećava se i tlak.

instagram story viewer

Dobre (molekularne) vibracije

Na bilo kojoj temperaturi iznad nule kelvina, molekule u tvari titraju u slučajnim smjerovima. Molekule vibriraju brže kako se temperature povećavaju. Međutim, sve molekule ne titraju jednakom brzinom; neki se kreću polako, dok su drugi vrlo brzi. Ako najbrže molekule pronađu svoj put do površine predmeta, mogle bi imati dovoljno energije za bijeg u okolni prostor; to su one molekule koje isparavaju iz tvari. Kako se temperatura povećava, sve više molekula ima energiju da ispari iz tvari, povećavajući pritisak pare prema gore.

Para i atmosferski tlak

Ako vakuum okruži tvar, molekule koje napuštaju površinu ne nailaze na otpor i stvaraju paru. Međutim, kada je tvar okružena zrakom, njezin tlak pare mora premašiti atmosferski tlak da bi molekule isparile. Ako je tlak pare niži od atmosferskog, molekule koje odlaze prisiljavaju se natrag u tvar sudarima s molekulama zraka.

Djelovanje ključanja i smanjenje pritiska

Tekućina zakipi kada njene najenergičnije molekule tvore mjehuriće pare. Pod dovoljno visokim tlakom zraka, međutim, tekućina se zagrijava, ali ne ključa i ne isparava. Kako se pritisak okolnog zraka smanjuje, molekule koje isparavaju iz kipuće tekućine susreću manji otpor molekula zraka i lakše ulaze u zrak. Budući da se tlak pare može smanjiti, smanjuje se i temperatura potrebna za ključanje tekućine.

Teachs.ru
  • Udio
instagram viewer