Температура возгонки или кипения некоторых веществ при давлении выше атмосферного

Содержание
  1. Испарение, кипение, конденсация
  2. Испарение
  3. Сублимация
  4. Кипение
  5. Насыщенный и ненасыщенный пар
  6. Конденсация пара
  7. Десублимация
  8. Температура кипения воды в зависимости от давления: 4 фактора, таблица для расчёта
  9. Как будет меняться температура кипения воды: 4 фактора
  10. Влияние атмосферного давления
  11. Температура кипения в горах
  12. Температура кипения воды в шахте
  13. Применение герметической крышки
  14. Кипячение воды в вакууме
  15. Кипение солёной воды
  16. Температура кипения воды в чайнике
  17. Удельная теплоемкость
  18. Процесс кипячения воды: 3 основных стадии
  19. Что такое кипячёная вода?
  20. Выводы и рекомендации
  21. SA. Парообразование — PhysBook
  22. Свойства испарения
  23. Кипение жидкостей
  24. См. также
  25. Литература
  26. Температура
  27. Температура кипения воды при повышенных давлениях
  28. Температура плавления разлчных веществ Таблица (при нормальном атмосферном давлении)
  29. Температура плавления металлов и сплавов (при нормальном атмосферном давлении)
  30. Температура кипения спирта: перегонка, процесс очистки в самогоноварении
  31. Немного теории
  32. Температуры кипения спиртов
  33. Чему равна температура кипения спирта?
  34. Общие сведения
  35. Применение в быту и промышленности
  36. От давления
  37. Метилового спирта
  38. История изготовления
  39. Химия и медицина
  40. Общество и культура
  41. Алкоголизм и его последствия

Испарение, кипение, конденсация

Температура возгонки или кипения некоторых веществ при давлении выше атмосферного
Подробности Категория: Молекулярно-кинетическая теория 09.11.2014 21:08 15162

В жидком состоянии вещество может существовать в определённом интервале температур. При температуре, меньшей нижнего значения этого интервала, жидкость превращается в твёрдое вещество. А если значение температуры превысит верхнюю границу интервала, жидкость переходит в газообразное состояние.

Всё это мы можем наблюдать на примере воды. В жидком состоянии мы видим её в реках, озёрах, морях, океанах, водопроводном кране. Твёрдое состояние воды – лёд. В него она превращается, когда при нормальном атмосферном давлении её температура снижается до 0оС. А при повышении температуры до 100оС вода закипает и превращается в пар, который является её газообразным состоянием.

Процесс превращения вещества в пар называют парообразованием. Обратный процесс перехода из пара в жидкость – конденсация.

Парообразование происходит в двух случаях: при испарении и при кипении.

Испарение

Испарением называют фазовый процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное или парообразное, происходящий на поверхности жидкости.

Как и при плавлении, при испарении веществом поглощается теплота. Она затрачивается на преодоление сил сцепления частиц (молекул или атомов) жидкости.

Кинетическая энергия молекул, обладающих самой высокой скоростью, превышает их потенциальную энергию взаимодействия с другими молекулами жидкости. Благодаря этому они преодолевают притяжение соседних частиц и вылетают с поверхности жидкости.

Средняя энергия оставшихся частиц становится меньше, и жидкость постепенно остывает, если её не подогревать извне.

Так как частицы находятся в движении при любой температуре, то и испарение также происходит при любой температуре. Мы знаем, что лужи после дождя высыхают даже в холодную погоду.

Но скорость испарения зависит от многих факторов. Один из важнейших – температура вещества. Чем она выше, тем больше скорость движения частиц и их энергия, и тем большее их количество покидает жидкость в единицу времени.

Наполним одинаковым количеством воды 2 стакана. Один поставим на солнцепёк, а другой оставим в тени. Через некоторое время увидим, что воды в первом стакане стало меньше, чем во втором. Её нагрели солнечные лучи, и она испарилась быстрее.

Лужи после дождя летом также высыхают гораздо быстрее, чем весной или осенью. В сильную жару происходит быстрое испарение воды с поверхностей водоёмов. Высыхают пруды, озёра, пересыхают русла неглубоких рек.

Чем выше температура окружающей среды, тем выше скорость испарения.

При одинаковом объёме жидкость, находящаяся в широкой тарелке, испарится гораздо быстрее жидкости, налитой в стакан. Это означает, что скорость испарения зависит от площади поверхности испарения. Чем больше эта площадь, тем большее количество молекул вылетает из жидкости в единицу времени.

При одинаковых внешних условиях скорость испарения зависит от рода вещества. Заполним стеклянные колбы одинаковым объёмом воды и спирта. Через некоторое время увидим, что спирта осталось меньше, чем воды. Он испаряется с большей скоростью. Так происходит, потому что молекулы спирта слабее взаимодействуют друг с другом, чем молекулы воды.

Влияет на скорость испарения и наличие ветра. Мы знаем, что вещи после стирки гораздо быстрее высыхают, когда их обдувает ветер. Струя горячего воздуха в фене способна быстро высушить наши волосы.

Ветер уносит молекулы, вылетевшие из жидкости, и обратно они уже не возвращаются. Их место занимают новые молекулы, покидающие жидкость. Поэтому в самой жидкости их становится меньше. Следовательно, она испаряется быстрее.

Сублимация

Испарение происходит и в твёрдых телах. Мы видим, как постепенно высыхает на морозе замёрзшее, покрытое льдом бельё. Лёд превращается в пар. Мы ощущаем резкий запах, образующийся при испарении твёрдого вещества нафталина.

Некоторые вещества вообще не имеют жидкой фазы.

К примеру, элементарный иод I2 – простое вещество, представляющее собой кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, при нормальных условиях сразу же превращается в газообразный иод – фиолетовые пары с резким запахом. Тот жидкий йод, который мы покупаем в аптеках, – это не жидкое его состояние, а раствор йода в спирте.

Процесс перехода твёрдых тел в газообразное состояние, минуя жидкую стадию, называют сублимацией, или возгонкой.

Кипение

Кипение – это тоже процесс перехода жидкости в пар. Но парообразование при кипении происходит не только на поверхности жидкости, но и по всему её объёму. Причём процесс этот проходит гораздо интенсивнее, чем при испарении.

Поставим на огонь чайник с водой. Так как в воде всегда есть растворённый в ней воздух, то при нагревании на дне чайника и на его стенках появляются пузырьки. Эти пузырьки содержат воздух и насыщенный водяной пар. Сначала они появляются на стенках чайника.

Количество пара в них увеличивается, увеличиваются в размерах и они сами. Затем под воздействием выталкивающей силы Архимеда они будут отрываться от стенок, подниматься вверх и лопаться на поверхности воды.

Когда температура воды достигнет 100оС, пузырьки будут образовываться уже по всему объёму воды.

Испарение происходит при любой температуре, а кипение – только при определённой температуре, которая называется температурой кипения.

Каждое вещество имеет свою температуру кипения. Она зависит от величины давления.

При нормальном атмосферном давлении вода закипает при температуре 100оС, спирт – при 78 оС, железо – при 2750 оС. А температура кипения кислорода – минус 183 оС.

При уменьшении давления температура кипения снижается. В горах, где атмосферное давление ниже, вода закипает при температуре менее 100 оС. И чем выше над уровнем моря, тем меньшей будет температура кипения. А в кастрюле-скороварке, где создаётся повышенное давление, вода закипает при температуре выше 100 оС.

Насыщенный и ненасыщенный пар

Если вещество может одновременно существовать в жидкой (или твёрдой) фазе и газообразной, то его газообразное состояние называют паром. Пар образуют молекулы, вылетевшие при испарении из жидкости или твёрдого вещества.

Нальём жидкость в сосуд и плотно закроем его крышкой. Через некоторое время количество жидкости уменьшится из-за её испарения. Молекулы, покидающие жидкость, будут концентрироваться над её поверхностью в виде пара. Но когда плотность пара станет довольно высокой, некоторые из них начнут снова возвращаться в жидкость.

И таких молекул будет всё больше и больше. Наконец, настанет такой момент, когда число молекул, вылетающих из жидкости, и число молекул, возвращающихся в неё, сравняется. В этом случае говорят, что жидкость находится в динамическом равновесии со своим паром.

А такой пар называется насыщенным.

Если при парообразовании из жидкости вылетает больше молекул, чем возвращается, то такой пар будет  ненасыщенным. Ненасыщенный пар образуется, когда испаряющаяся жидкость находится в открытом сосуде. Покидающие её молекулы рассеиваются в пространстве. Возвращаются в жидкость далеко не все из них.

Конденсация пара

Обратный переход вещества из газообразного состояния в жидкое называют конденсацией. При конденсации часть молекул пара возвращается в жидкость.

Пар начинает превращаться в жидкость (конденсироваться) при определённом сочетании температуры и давления. Такое сочетание называется критической точкой. Максимальная температура, ниже которой начинается конденсация, называется критическойтемпературой. При температуре выше критической газ никогда не превратится в жидкость.

В критической точке граница раздела фазовых состояний жидкость-пар размывается. Исчезает поверхностное натяжение жидкости, выравниваются плотности жидкости и её насыщенного пара.

При динамическом равновесии, когда число молекул, покидающих жидкость и возвращающихся в неё равно, процессы испарения и конденсации уравновешены.

При испарении воды её молекулы образуют водяной пар, который смешивается с воздухом или другим газом. Температура, при которой такой пар в воздухе становится насыщенным, начинает конденсироваться при охлаждении и превращается в капельки воды, называется точкой росы.

Когда в воздухе находится большое количество водяного пара, говорят, что его влажность повышена.

В природе испарение и конденсацию мы наблюдаем очень часто. Утренний туман, облака, дождь – всё это результат этих явлений. С земной поверхности при нагревании испаряется влага. Молекулы образовавшегося пара поднимаются вверх.

Встречая на своём пути прохладные листики или травинки, пар конденсируется на них в виде капелек росы. Чуть выше, в приземных слоях, он становится туманом. А высоко в атмосфере при низкой температуре остывший пар превращается в облака, состоящие из капелек воды или кристалликов льда.

Впоследствии из этих облаков на землю прольётся дождь или выпадет град.

Но капельки воды при конденсации образуются лишь в том случае, когда в воздухе находятся мельчайшие твёрдые или жидкие частицы, которые называют ядрами конденсации. Ими могут быть продукты горения, распыления, частицы пыли, морской соли над океаном, частицы, образовавшиеся в результате химических реакций в атмосфере и др.

Десублимация

Иногда вещество может перейти из газообразного состояния сразу в твёрдое, минуя жидкую стадию. Такой процесс называется десублимацией.

Ледяные узоры, которые появляются на стёклах в мороз, и есть пример десублимации. При заморозках почва покрывается инеем – тонкими кристалликами льда, в которые превратились водяные пары из воздуха.

Источник: http://ency.info/materiya-i-dvigenie/molekulyarno-kineticheskaya-teoriya/357-isparenie

Температура кипения воды в зависимости от давления: 4 фактора, таблица для расчёта

Температура возгонки или кипения некоторых веществ при давлении выше атмосферного

› Интересные факты о воде ›

14.02.2020

Многие люди думают, что температура кипения воды составляет 100 градусов Цельсия. Однако этот показатель может меняться в зависимости от атмосферного давления.

Например, на горе Эверест на подъеме 8842 метра над уровнем моря вода закипит при +70°C. А в глубокой шахте при достижении температуры + 103°C

В данной статье мы выясним, как будет меняться температура кипения воды в зависимости от давления: в горах, шахте, вакууме. Рассмотрим особенности процесса кипячения с точки зрения физики и химии.

Как будет меняться температура кипения воды: 4 фактора

Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.

Стоит отметить, что она всегда остается неизменной. Поэтому, если увеличить огонь под кипящей кастрюлей с водой, выкипать будет быстрее, но температура при этом не увеличится, так как средняя кинетическая энергия молекул остаётся неизменной.

Рассмотрим 4 фактора, которые влияют на изменение t°:

  1. Пониженное атмосферное давление (наблюдается в горной местности) – t° уменьшается.
  2. Повышенное атмосферное давление (наблюдается в шахте) – t° наоборот увеличивается.
  3. Применения герметической крышки, вакуума. За счёт герметической крышки или посуды пар не выходит градус кипения увеличивается. При использовании вакуума температура зависит от давления, которое создано внутри его.
  4. Свойства воды. Соленая вода начинает кипеть при более высокой температуре, чем пресная.

Рассмотрим более подробно каждый из факторов.

Влияние атмосферного давления

Согласно исследованиям и уравнению Клапейрона — Клаузиуса, градус кипения напрямую зависит от атмосферного давления. С его ростом температура кипения увеличивается, а с уменьшением, наоборот, становится все ниже и ниже.

Атмосферное давление — это давление атмосферы, действующее на все находящиеся на ней предметы и земную поверхность. Оно может меняться в зависимости от места и времени и измеряется барометром.

При нормальном атмосферном давлении 760 мм ртутного столба вода кипит при + 100 °C

В горной местности давление уменьшается, а под землей (в шахте) увеличивается.

Для наглядности предоставлена таблица № 1 из большого химического справочника, источник: Волков А. И, Жарский И. В.

Таблица № 1. «Температура кипения воды от давления».

Р, кПаt, °CР, кПаt, °CР, кПаt, °C
5,032,8891,597,17101,325100,00
10,045,8292,097,32101,5100,05
15,053,9892,597,47102,0100,19
20,060,0793,097,62102,5100,32
25,064,9893,597,76103,0100,46
30,069,1194,097,91103,5100,60
35,072,7094,598,06104,0100,73
40,075,8895,098,21104,5100,87
45,078,7495,598,35105,0101,00
50,081,3496,098,50105,5101,14
55,083,7396,598,64106,0101,27
60,085,9597,098,78106,5101,40
65,088,0297,598,93107,0101,54
70,089,9698,099,07107,5101,67
75,091,7898,599,21108,0101,80
80,093,5199,099,35108,5101,93
85,095, 1599,599,49109,0102,06
90,096,71100,099,63109,5102,19
90,596,87100,599,77110,0102,32
91,097, 02101,099,91115,0103,59

Единицы измерения давления в таблице: кПа.

1 кПа = 1000 Па = 0,00986923 атм = 7, 50062 мм. рт. ст

Нормальное атмосферное давление составляет 765 мм. РТ. Ст. = 101,325 Р, кПа

Температура кипения в горах

При подъеме над поверхностью Земли (в горах), температура кипения воды падает, так как снижается атмосферное давление (на каждые 10, 5 м на 1 мм РТ. С). Пузырькам легче всплывать –  процесс происходит быстрее.

Поэтому высоко в горах альпинисты не могут приготовить нормальную пищу, а используют законсервированные продукты.

Для варки мяса, как и других продуктов, нужны привычные 100  градусов. В обратном случае все компоненты бульона просто останутся сырыми.

Таблица № 2. «Как будет меняться t° кипения с высотой».

Высота над уровнем моряt° кипения
0100,0
50098,3
100096,7
150095,0
200093, 3
250091,7
300090,0
350088,3
400086,7
450085,0
500083,3
600080,0

Температура кипения воды в шахте

Если спуститься в шахту, то давление будет увеличиваться.

Температура кипения воды в шахте зависит от глубины (при спуске на 300 м вода закипит при t 101°C, при глубине 600 метров -102 °C

Применение герметической крышки

Герметичные крышки не позволяет образовавшемуся пару ускользнуть. В среднем температура закипания воды увеличивается от 5-20 градусов.

В хозяйстве для приготовления блюд часто используют кастрюли, сковородки с герметичной крышкой. Таким образом, уменьшается время приготовления пищи за счет высокой температуры, а блюда получаются более вкусными. В горных районах с низким давлением это необходимая вещь для приготовления пищи. Так же используют мультиварки и сотейники.

Кипячение воды в вакууме

Вакуум — это среда с газом, с пониженным давлением.

Виды вакуумов:

  1. низкий;
  2. средний;
  3. высокий;
  4. сверхвысокий;
  5. экстремальный;
  6. космическое пространство;
  7. абсолютный.

Температура кипения воды в вакууме зависит от того, какое давление в нём.

Разные виды вакуумов поддерживают разное давление. Например, в низком вакууме давление составляет от 760 до 25 мм. РТ. Ст. В абсолютном вакууме давление полностью отсутствует. Для точного расчета нужно знать модель вакуума и давление, которое он поддерживает.

Кипение солёной воды

Солёная вода закипает при более высокой температуре за счет своих свойств.

Соль увеличивает плотность воды, соответственно на процесс требуется больше времени.

t° повышается примерно на 1 градус при добавлении 40 грамм соли на литр воды.

Температура кипения воды в чайнике

Чистая пресная вода закипает в чайнике при t° 100 градусов °C при условиях нормального атм. давления 760 мм ртутного столба.

Удельная теплоемкость

Удельной теплоемкостью вещества называется количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 кг этого вещества, чтобы его температура изменилась на 1 градус Цельсия.

Это количество теплоты необходимое для нагревания массы вещества на один градус.

формула удельной теплоемкости

С — удельная теплоемкость;

Q — кол-во теплоты;

— масса нагреваемого охлаждающегося вещества;

— ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.

Процесс кипячения воды: 3 основных стадии

Кипение – это интенсивное парообразование, которое происходит при нагревании жидкости по всему объёму при определённой температуре.

Весь процесс кипения воды сопровождается выделением пара. Это одно из состояний воды. При парообразовании температура пара и воды остаются постоянными до тех пор, пока жидкость не изменит свое агрегатное состояние. Это явление объясняется тем, что при кипении вся энергия расходуется в преобразование воды в пар.

В воде растворены молекулы воздуха (газов). При нагревании газ превращается в воздушные пузырьки. При достижении достаточной температуры они лопаются, создаётся характерный шум.

Процесс можно разделить на 3 стадии:

  1. Появление небольших пузырьков вдоль стенок сосуда. Их количество стремительно увеличивается.
  2. Массовый подъем пузырьков и увлечения их объема. Помутнение воды, затем «побеление».
  3. Интенсивное бурление. Пузырьки увеличиваются в размере, поднимаются и лопаются, выпуская пар. Слышен характерный звук кипения.

Что такое кипячёная вода?

Это вода, ранее доведенная до температуры кипения. Сырая вода в своем составе может содержать различные бактерии, микроорганизмы.

В водопроводе больших городов много хлора и различных других химических веществ. Процесс кипячения обезвреживает многие микробы.

 Однако не все бактерии и тяжёлые металлы убиваются в кипящей воде, поэтому питьевая вода происходит предварительную проверку пригодности.

Выводы и рекомендации

Кипячение необходимый процесс для человечества. С помощью него приготавливают пищу, стирают загрязненную одежду, проводят дезинфекцию.

Градус кипения напрямую зависит от давления, свойств воды и емкости.

Подготовлено специалистами www.vodasila.ru

Автор Марюшина Мария

Температура кипения воды в зависимости от давления: 4 фактора, таблица для расчёта Ссылка на основную публикацию

Источник: https://vodasila.ru/o-vode/kak-budet-menyatsya-temperatura-kipeniya-vody

SA. Парообразование — PhysBook

Температура возгонки или кипения некоторых веществ при давлении выше атмосферного

Парообразование — процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное.

  • Парообразование может происходить непосредственно из твердого состояния — это называется возгонка (или сублимация).

Совокупность молекул, вылетевших из вещества, называется паром этого вещества.

При парообразовании увеличиваются средние расстояния между молекулами. В результате потенциальная энергия взаимодействия частиц увеличивается (численное значение ее уменьшается, но она отрицательна). Таким образом, процесс парообразования связан с увеличением внутренней энергии вещества.

Переход из жидкого состояния в газообразное возможен двумя различными процессами: испарением и кипением.

Испарение — это парообразование, происходящее со свободной поверхности жидкости при любой температуре.

Свойства испарения

Экспериментально установлены следующие cвойства испарения:

  1. При одинаковых условиях различные вещества испаряются с различной скоростью (скорость испарения определяется числом молекул, переходящих в пар с поверхности вещества за 1 с).
  2. Скорость испарения тем больше:
    1. чем больше площадь свободной поверхности жидкости;
    2. чем меньше плотность паров над поверхностью жидкости. Скорость увеличивается при движении окружающего воздуха (ветер);
    3. чем больше температура жидкости.
  3. При испарении температура тела понижается.

Механизм испарения можно объяснить с точки зрения MKT: молекулы, находящиеся на поверхности, удерживаются силами притяжения со стороны других молекул вещества.

Молекула может вылететь за пределы жидкости лишь тогда, когда ее кинетическая энергия превышает значение той работы, которую необходимо совершить, чтобы преодолеть силы молекулярного притяжения (работа выхода). Поэтому покинуть вещество могут только быстрые молекулы.

В результате средняя кинетическая энергия оставшихся молекул уменьшается, а температура жидкости понижается. Для того, чтобы поддерживать температуры испаряющейся жидкости неизменной, к ней необходимо подводить некоторое количество теплоты.

Молекулы пара хаотически движутся. Поэтому некоторые из них могут снова возвратиться в жидкость. Процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое называется конденсацией.

Число возвратившихся в жидкость за определенный промежуток времени молекул тем больше, чем больше концентрация молекул пара, а следовательно, чем больше давление пара над жидкостью. Конденсация пара сопровождается нагреванием жидкости. При конденсации выделяется такое же количество теплоты, которое было затрачено при испарении.

Кипение жидкостей

Кипение — это парообразование, происходящее одновременно и с поверхности, и по всему объему жидкости. Оно состоит в том, что всплывают и лопаются многочисленные пузырьки, вызывая характерное бурление.

Как показывает опыт, кипение жидкости при заданном внешнем давлении начинается при вполне определенной и не изменяющейся в процессе кипения температуре и может происходить только при подводе энергии извне в результате теплообмена (рис. 3):

\(~Q = L \cdot m,\)

где L — удельная теплота парообразования при температуре кипения.

Рис. 3

Механизм кипения: в жидкости всегда имеется растворенный газ, степень растворения которого понижается с ростом температуры. Кроме того, на стенках сосуда имеется адсорбированный газ. При нагревании жидкости снизу (рис. 4) газ начинает выделяться в виде пузырьков у стенок сосуда. В эти пузырьки происходит испарение жидкости.

Поэтому в них, кроме воздуха, находится насыщенный пар, давление которого с ростом температуры быстро увеличивается, и пузырьки растут в объеме, а следовательно, увеличиваются действующие на них силы Архимеда. Когда выталкивающая сила станет больше силы тяжести пузырька, он начинает всплывать.

Но пока жидкость не будет равномерно прогрета, по мере всплытия объем пузырька уменьшается (давление насыщенного пара уменьшается с понижением температуры) и, не достигнув свободной поверхности, пузырьки исчезают (захлопываются) (рис. 4, а), вот почему мы слышим характерный шум перед закипанием.

Когда температура жидкости выравняется, объем пузырька при подъеме будет возрастать, так как давление насыщенного пара не изменяется, а внешнее давление на пузырек, представляющее собой сумму гидростатического давления жидкости, находящейся над пузырьком, и атмосферного, уменьшается.

Пузырек достигает свободной поверхности жидкости, лопается, и насыщенный пар выходит наружу (рис. 4, б) — жидкость закипает. Давление насыщенного пара при этом в пузырьках практически равно внешнему давлению.

Рис. 4

Температура, при которой давление насыщенного пара жидкости равно внешнему давлению на ее свободную поверхность, называется температурой кипения жидкости.

Так как давление насыщенного пара увеличивается с ростом температуры, а при кипении оно должно быть равно внешнему, то при увеличении внешнего давления температура кипения увеличивается.

Температура кипения зависит также от наличия примесей, обычно увеличиваясь с ростом концентрации примесей.

Если предварительно освободить жидкость от растворенного в ней газа, то ее можно перегреть, т.е. нагреть выше температуры кипения. Это неустойчивое состояние жидкости. Достаточно небольших сотрясений и жидкость закипает, а ее температура сразу понижается до температуры кипения.

См. также

  1. Кипение Wikipedia.org
  2. Уокер Дж. Как кипит вода?

Литература

  1. Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 197-203.
  2. Жилко В.В. Физика: Учеб. пособие для 11-го кл. общеобразоват. шк. с рус. яз. обучения / В.В. Жилко, А.В.Лавриненко, Л.Г. Маркович. — Мн.: Нар. асвета, 2002. — С. 194-203.
  3. Открытая Физика

Источник: http://www.physbook.ru/index.php/SA._%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5

Температура

Температура возгонки или кипения некоторых веществ при давлении выше атмосферного

Высота, кмТемпература
КoC 
0288,1515,00
0,050287,8214,67
0,1287,5014,35
0,2286,8513,70
0,3286,2013,05
0,5284,9011,75
1281,658,50
2275,152,00
3268,66-4,49
5255,68-17,47
8236,22-36,93
10223,25-49,90
12216,65-56,50
15216,65-56,50
20216,65-56,50
30226,51-46,64
50270,65-2,50
100196,60-76,55
120337,4261,27

В зависимости от вертикального распределения температуры атмосферу делят на пять слоев: тропосферу (высота нижней и верхней границы тропосферы от 0 до 11-16 км), стратосферу (от 11-16 до 50-55 км), мезосферу (от 50-55 до 80 км), термосферу (от 80 до 600-800 км) и экзосферу (выше 600-800 км). Температура воздуха от поверхности Земли, где она принимается равной 15 °С, до верхней границы тропосферы понижается в среднем на 6 “С на 1 км подъема. В нижней части стратосферы (до высоты 20 км) температура атмосферы остается приблизительно постоянной, а затем повышается в среднем на 1-2 °С на 1 км подъема и на верхней границе ( примерно 50 км) становится равной -2,5 °С. В мезосфере температура с высотой понижается, и у верхней границы мезосферы (примерно 80 км) температура атмосферы достигает -75 °С. По мере дальнейшего увеличения высоты вновь происходит повышение температуры. Это же характерно и для термосферы, где температура, возрастая с увеличением высоты, достигает очень больших значений (свыше 1000 °С). В малоизученной области атмосферы – экзосфере – температура с увеличением высоты возрастает предположительно до 2000 °С.

Как известно, зависимость температуры кипения воды от давления характеризируется уравнением Клаузиуса-Клапейрона – P2/P1 = EXP(qμв/R(1/T1-1/T2)), а зависимость давления от высоты барометричкеской формулой – P=PoEXP(-μгgh/RT).

Сопоставляя, два уравнения получаем формулу зависимости температуры кипения воды от высоты – Th=ToTг qμв/qμвTг+ μгghTo, где

  • To – температура кипения воды при нормальных условиях;
  • Tг – Температура воздуха;
  • q = 2300000 Дж/кг – удельная теплота испарения воды;
  • μв= 0,018 кг/моль – молярная масса воды;
  • μг= 0,029 кг/моль – молярная масса воздуха;
  • g – ускорение свободного падения;
  • h – высота.
Температуры, встречающиеся в природеt, oC
Наиболее низкая температура, достигнутая в лаборатории-273,148
Жидкий воздух при кипении-192
Минимальная температура, зарегистрированная на земле (Антарктида, 1983 г.)-89,2
Ртуть при плавлении-38,87
Вода в черном море (зимой)6 – 8
Вода в черном море (летом)20 – 30
Цезий при плавлении*28,4
Тело здорового человека36,7
Тело голубя≈42
Максимальная температура воздуха, зарегистрированная на Земле (Ливия, 1922 г.)57,7
Атмосфера на поверхности планеты Венера по измерениям советских межпланетных станций “Венера-9” и “Венера-10”465 – 485
Пар в современных мощных турбинах565 – 580
Пламя горелки примуса≈800
Пламя при горении напалма900 – 1100
Деталь при нагреве в закалочной печи900 – 1000
Лава, вытекающий из жерла вулкана Везувий1100 – 1200
Загатовка при нагреве в кузнечеой печи1400 – 1500
Пламя газовой горелки1600 – 1850
Плазма в МГД-генераторе2200 – 2600
Нит накала газополной электрической лампочки≈2500
Пороховые газы в стволе орудия среднего калибра (70-75 мм) при выстреле≈3000
Термит в зажигательной бомбе≈3000
Вольфрам при плавлении**3420
Электрическая дуга4000 – 6000
Поверхность Солнца≈6000
Наиболее высокая температура достигнутая, в лаборатории7 х 107
  1. *Цезий – наиболее легкоплавкий металл.
  2. **Вольфрам – наиболее тугоплавкий металл.

Веществоtкип оСВеществоtкип оС
Азот-195,80Вольфрамок. 5700
Алюминий2467Гелий-268,92
Бензин автомобильный70 – 205Глицерин290
Вода100,00Графит4200
Вода тяжелая101,43Железо3200
Водный раствор соли (насыщенный)108,8Золото2947
Водород-252,87Калий774
Воздух≈-193Керосин150 – 300
Молибден4600Кислород-182,962
Натрий882,9Магний1095
Нафталин217,9Медь2540
Никель2900Сера444,67
Олово2620Серебро2170
Осмийок. 5000Скипидар161
Парафин350 – 450Спирт78,3
Платинаок. 3900Танталок. 5500
Ртуть356,66Уранок. 4200
Свинец1745Хлор-34,1
Хлорид натрия1467
Цинк906
Эфир34,6
Давлениеtкип oCДавлениеtкип oC
кПамм рт. ст.кПамм рт. ст.
0,64,6070,1526,090
1,29,21084,5634,095
2,317,52090,7680,096,9
4,231,83093,370097,7
7,455,34094,771098,1
12,392,55096,072098,5
31,1233,7*7097,373098,9
38,5289,0**7598,774099,3
53,7403,0***83100,075099,6
101,325760100,0

* Такое примерно давление атмосфнры на вершине самой высокой горы в мире – Эвереста (Гималаи, 8848 м). ** Такое примерно давление атмосферы на горной вершине Памир (7495 м).

*** Такое примерно давление атмосферы на вершине горы Казбек (5043 м).

Температура кипения воды при повышенных давлениях

Давлениеtкип oCДавлениеtкип oC
МПаатМПаат
0,0981,0993,0831,5236
0,1962,01203,8239,0248
0,293,01334,9050,0263
0,34,01439,81100,0310
0,495,015111,77120,0324
0,596,015813,73140,0335
0,697,016414,71150,0341
0,788,017016,67170,0351
0,889,017419,61200,0364
0,9810,017921,57220,0372
1,5616,020022,13225,65374,15
1,9620,0211

Температура плавления разлчных веществ Таблица
(при нормальном атмосферном давлении)

Веществоtпл oCВеществоtпл oC
Азот-210,0Молоко цельное– 0,6
Алмаз> 3500Масло сливочное28-33
Бензинниже -60Нафталин80,3
Вазелин37-52Нефть– 60
Вода0,00Парафин38-56
Вода тяжелая3,82Соль поваренная770
Водород-259,1Скипидар– 10
Воздух-213Спирт– 114,2
Воск пчелиный61-64Стеарин71,6
Глицерин18Фреон-12– 155
Йод113,5Хлор– 101,0
Керосинниже -50Эфир– 116,0
Кислород-218,4

Температура плавления металлов и сплавов
(при нормальном атмосферном давлении)

Металл и сплавtпл oCМеталл и сплавtпл oC
Алюминий660,4Магний650
Вольфрам (наиболее тугоплавкий из металлов3420медь1084,5
Германий937Натрий97,8
Дуралюмин650Нейзильбер1100
Железо1539Никель1455
Золото1064,4Нихром1400
Инвар1425Олово231,9
Иридий2447Осмийок. 3030
Калий63,6Платина1772
Карбиды:Ртуть-38,9
                 гафния3890Свинец327,4
                 ниобия3760Серебро961,9
                 титана3150Сталь1300-1500
                 циркония3530Фехраль1460
Константан1260Цезий (наиболее легкоплавкий из металлов)28,4
Кремний1415Цинк419,5
Латунь1000Чугун1100-1300

  …

Источник: http://www.kilomol.ru/temperatura.html

Температура кипения спирта: перегонка, процесс очистки в самогоноварении

Температура возгонки или кипения некоторых веществ при давлении выше атмосферного

Давно люди заметили, что жидкости начинают испаряться с разными температурами. Спустя время, этим свойством научились пользоваться. Для чего используют это знание? Как применяется техника? Какова температура кипения чистого спирта? На эти вопросы ответит статья.

Самогоноварение когда-то было промыслом, но сейчас это увлечение не больше, чем хобби. Причём, мастера своего хобби поднимаются до невообразимых уровней. Как же это получается и с какой стороны подступиться к этому не самому простому увлечению?

Немного теории

Спирт, имеет отличную от воды плотность, а, следовательно, и температура его испарения будет иной. Используют это познание шире всего при перегонке браги.

Сбродивший компот или варенье перегоняют, получая на выходе самогон. Это не магия превращения воды в вино, это обычное физическое явление.

При нагревании браги в первую очередь начинают испаряться наиболее летучие спирты, которые и являются самыми ядовитыми для организма.

Следующим испаряется спирт этиловый, а за ним – тяжёлые спирты, употребление которых тоже нередко доводит до летального исхода с малых доз.

До того как начать заниматься перегоном, необходимо знать:

  1. Температуры кипения спиртов. Для каждой фракции свой градус.
  2. Чем чище получается конечный продукт, тем более качественно выполнена перегонка.
  3. Основной залог качества конечного продукта состоит в качестве исходной браги.

Полагаясь на это знание и основан процесс перегонки. Таким образом, из сахарной, ягодной, зерновой, плодовой и любой другой браги получают дистиллят спирта. Для начала нужно разобраться, при какой температуре гонят самогон?

Температуры кипения спиртов

Чистый идеализированный спирт имеет градус кипения равный семидесяти восьми.

Как только брага нагревается до определённой температуры, первыми начинают испаряться самые летучие части. В первую очередь выпариваются метанол, уксусный альдегид и прочие особо опасные яды. Это происходит уже при температуре кипения 64–67 градусов.

Второй этап – отделяется этиловый спирт – огонь нагрева убавляют до минимального. Таким образом, поддерживается температура около 62–64 градусов. Именно эту температуру необходимо поддерживать на протяжении всей перегонки. Однако, температура перегонки самогона в ёмкости постепенно растёт по мере испарения спирта.

Когда температура поднимается до 85 градусов, начинается третий этап. Сейчас весь возможный этиловый спирт уже отделился, и за ним выпариваются сивушные масла. Это тоже ядовитые вещества, которые не употребляют для питьевых целей.

Нельзя допустить поднятия температуры до 95 градусов и выше. Такой перегрев приведёт к выбросу браги в остужающий элемент самогонного аппарата. Это заметно ухудшит качество конечного напитка, его цвет и вкус.

Источник:

Чему равна температура кипения спирта?

Этанол – это главный компонент алкогольных напитков. Обычная водка на 40% стоит из него. В быту его называют спиртом. Хотя на самом деле этот термин характеризует огромный класс органических веществ. Температура кипения спирта при нормальном давлении составляет 78,3 градуса по шкале Цельсия.

Это касается только неразбавленного этанола. Температура кипения раствора спирта обычно несколько меньше. В этой статье мы разберемся, что такое этанол. Также обсудим его физические и химические свойства, особенности производства и применения.

Не обойдем мы стороной и основной вопрос относительно того, какая температура кипения спирта.

Общие сведения

Этанол является одним из самых известных спиртов. В состав его молекулы входят такие элементы, как углерод, водород и кислород. Химическая формула этанола — С2Н6О. Он представляет собой бесцветную жидкость со специфическим алкогольным запахом. Он легче воды.

Температура кипения спирта – 78,39 градуса по шкале Цельсия. Но это при нормальном давлении. Температура кипения спирта-ректификата составляет 78,15 градусов по шкале Цельсия. Он содержит 4,43% воды.

Температура кипения этилового спирта тем меньше, чем более разбавленным он является.

Применение в быту и промышленности

Этиловый спирт является прекрасным растворителем. Его производят методом ферментации сахара дрожжами. Во многих селах постсоветских стран его по-прежнему делают в домашних условиях.

Получаемый алкогольный напиток называют самогоном. Этиловый спирт является самым древним рекреационным наркотиком, использованным человеком.

Он может вызвать алкогольную интоксикацию при употреблении в значительном объеме.

Этанол является летучим легковоспламеняющимся веществом. Он используется в быту и промышленности в качестве антисептика, растворителя, топлива и активной жидкости в нертутных термометрах (он замерзает при -114 градусах по шкале Цельсия).

От давления

Когда в справочниках указываются физические свойства веществ, то нужно понимать, что все эти замеры делались в так называемых нормальных условиях. С увеличением давления температура кипения этилового спирта уменьшается.

Сегодня можно найти множество таблиц, в которых указаны справочные данные по этому вопросу.

При 780 мм ртутного столба этанол кипит при 78,91 градусов по шкале Цельсия, при 770 – 78,53ºC, при 760 – 78,15ºC, при 750 – 77,77ºC, при 740 – 77,39ºC, при 720 – 76,63ºC.

Метилового спирта

CH3OH изначально производили как побочный продукт деструктивной перегонки древесины. На сегодняшний день его получают непосредственно из диоксида углерода и водорода. По запаху он очень похож на этанол.

Однако метанол очень токсичен и может привести к смерти человека. Температура кипения спирта – 64,7 градуса по шкале Цельсия. Его используют в качества антифриза и растворителя.

Также он применяется для производства биодизельного топлива.

История изготовления

Ферментация сахара для получения этанола – это одна из самых ранних биотехнологий на службе у человечества. Опьяняющее действие напитков на его основе было известно с давних времен. Людям всегда нравилось то состояние измененного сознания, которое он вызывает.

Еще 9000 лет назад китайцы знали алкогольные напитки. Дистилляция, как процесс, была хорошо известна арабам и грекам, но им хватало вина. Алхимики научились производить из него спирт только в 12 веке.

Синтетически этанол был впервые изготовлен только в 1825 году Майклом Фарадеем.

Химия и медицина

Этанол применяется в основном в качестве сырья для получения других веществ и растворителя. Он является одним из компонентов многих товаров бытовой химии, которые ежедневно употребляются в быту. Этанол входит в состав стеклоочистителей и антифризов.

В медицине его используют в качестве самого простого антисептика. Он хорошо обеззараживает и подсушивает раны. Также его применяют для изготовления всевозможных настоек и экстрактов. Кроме того, он хорошо охлаждает и согревает.

В условиях отсутствия других медикаментов его использовали в качестве анестезии.

Общество и культура

В исследовании, опубликованном в 2002 году, было установлено, что 41% смертей в автомобильных авариях происходит из-за вождения в нетрезвом виде. Чем больше содержание алкоголя в крови водителя, тем больше риск. Употребление спиртных напитков имеет давнюю историю. Этому социальному явлению посвящены множество исследований.

Процесс распития алкогольных напитков и опьянение описаны во множестве художественных произведений. Известный новогодний фильм «Ирония судьбы, или С легким паром!» посвящен как раз последствиям злоупотребления спиртными напитками, пусть и в комедийной форме.

Многие творческие люди использовали алкоголь как необходимый элемент генерации новых идей или легкий способ преодоления стресса. Умеренное употребление алкоголя является приемлемым и даже желательным явлением в большинстве современных культур. Распитие спиртных напитков – это традиция на многих торжественных мероприятиях.

Исключение составляет Ислам. По правилам этой религии, употребление любых спиртных напитков – это страшный грех.

Алкоголизм и его последствия

Чрезмерное употребление спиртных напитков – это заболевание. Оно характеризуется физической и психической зависимостью от водки или других крепких напитков, является разновидностью токсикомании. Алкоголики теряют контроль над количеством выпитого.

Им требуется все большая доза для получения удовольствия. Считается, что улучшение благосостояния населения приводит только к росту объемов употребления спиртных напитков. Впервые изучением хронического алкоголизма занялся шведский врач М. Гусс в 1849 году.

Он выделял ряд патологических изменений, которые появляются у человека при систематическом употреблении спиртного. Сейчас ученые проводят четкую границу между пьянством и алкоголизмом. Второе – это болезнь, с которой сам человек справиться не в состоянии. Она проходит в своем развитии несколько стадий.

На каждом новом этапе происходит постепенно увеличение зависимости. Больному требуется все большая доза. Постепенно хроническая интоксикация алкоголя приводит к соматическим нарушениям. К начальным признакам физической и психической зависимости относят утрату контроля за употреблением и появление запоев.

Лиц с выраженным алкоголизмом отличают сбои в работе внутренних органов и психические расстройства.

Источник: https://SamogonMan.com/prochee/temperatura-kipeniya-spirta.html

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: