FORRÁSPONT: KONCEPCIÓ, TÍPUSOK ÉS PÉLDÁK - KÉMIA - 2025

A forrás az állapot vagy a folyékony fázis állapotának megváltozása gáznemű állapotba. Ez akkor fordul elő, amikor egy folyadékot forráspontjára hevítik: azt a hőmérsékletet, amelyen a folyadék gőznyomása megegyezik a folyadék felületén kifejtett légköri nyomással.

Általában a forrásban a hőt a tartály alsó részébe szállítják, amely a folyadékot tartalmazza. Megkezdődik a buborékok képződése, amelyek térfogata növekszik, amikor a folyadék felszíne felé emelkednek, mert a rájuk gyakorolt ​​nyomás csökken, amikor emelkedik.

Amikor egy folyadék felforr, azt állítják, hogy elérte forráspontját. Forrás: Pixabay.

Ha a felmelegített folyadék víz, a buborékok vízgőzt tartalmaznak; vagyis már tartalmaznak vizet gáznemű állapotban. Ezenkívül a buborékok eloszlanak a folyadék teljes térfogatában. A víz forráspontja 100 ° C körül van, 1 atm (760 Hgmm) nyomáson.

Annak érdekében, hogy az állapot megváltozzon a folyékony fázistól a gázneműig, energiát kell szolgáltatni (a párologtatás entalpiája). Forrás közben a víz hőmérséklete állandó marad 100 ° C-on, mivel a hőenergia elveszik, amikor a folyékony vízmolekulák vízgőzként lépnek ki.

Forrás típusai

A főzésnek két fő típusa van: nukleáris és kritikus hőáram.

Nukleát forrásban kis mennyiségű buborékok képződnek a folyadék térfogatának különböző helyein.

A buborékok képződését a hőmérséklet emelkedése után figyeljük meg

Időközben a kritikus hőáramlás alatt forrás fordul elő, amikor a felület, ahol a forrást hőt szolgáltatják, forráspont alatt felmelegszik, és a felületén gőzréteg képződik.

Forráspont

A forráspontot meghatározó tényezők

Légköri nyomás

A légköri nyomás növekedése a forráspont emelkedését eredményezi, mivel a légköri nyomás kiegyenlítéséhez meg kell növelni a vízgőznyomást. Ennek elérése érdekében növelni kell a víz hőmérsékletét, ami magasabb kalóriafelhasználást igényel.

Ellenkezőleg, amikor a légköri nyomás csökken, amint a tengerszint feletti magas tengerszint feletti magasságban fordul elő, a forráspont csökken, mivel alacsonyabb gőznyomás szükséges, mint a légköri nyomás.

Intermolekuláris erők

Az oldatban lévõ molekulák többféle kölcsönhatással bírnak, beleértve: diszperziós vagy londoni erõket, dipól-dipól erõket és hidrogénkötéseket. Minél nagyobb ezek az erők, annál magasabb a forráspont.

Hőenergia szükséges a molekulák közötti kölcsönhatás megszakításához, hogy elegendő energiával rendelkezzenek a forráshoz. Például: a metil-éter (C ₂ H ₆ O) forráspontja 25 ° C, etil-éter (C ₄ H ₁₀ O) forráspontja pedig 78,5 ° C.

A forráspontok közötti különbséget annak ellenére, hogy hasonló kémiai szerkezetük van, az magyarázza, hogy az etil-éter molekulatömege nagyobb; Mindkettő hidrogénkötéseket képez, de a diszpergáló erők a C ₄ H ₁₀ O-ban erősebbek, mint a C ₂ H ₆ O-ban.

Különbség a forrás és a párolgás között

A forrás a hőforrás közelében lévő folyadékból származik, majd az egész folyadék térfogata alatt elterjed. Az ábrán látható:

Eközben a párolgás a folyadék felszínének jelensége.

Párolgás akkor fordul elő, ha a folyadék egy molekulája a levegő-folyadék felületen elegendő energiával rendelkezik ahhoz, hogy legyőzze a rá ható felületi feszültséget; így kilép a folyadék szinuszából és átjut a gáznemű fázisba.

Párologtatás bármilyen hőmérsékleten előfordulhat, de annak előfordulásának esélye a hőmérséklettel növekszik. Az alábbi képen látható a talajból párolgó víz:

Példák a főzésre

Gőzsterilizálás

Ezt az autoklávnak nevezett berendezésben hajtják végre, amely képes a vízgőz által kiváltott magas nyomást generálni, amely nem képes elmenekülni. Hasonlóképpen, növekszik a víz forráspontja, amely lehetővé teszi, hogy 100 ° C feletti hőmérsékletet elérje.

Az autoklávban a szövettenyésztéshez szükséges anyagokat, a sebészeti anyagokat, a laboratóriumokban használt anyagokat, a tápközegeket stb. Sterilizálják. Az autoklávban történő sterilizálás feltételei: 15 font nyomás, 121 ºC hőmérséklet és 15 perc időtartam.

Ételt főzni

Az ételt vízbe melegítik. Főzés közben olyan hőmérsékleteket használnak, amelyek megegyeznek a víz forráspontjával (100 ºC). Az ételeket a tapasztalatok szerint melegítik, hogy elérjék a lenyelés optimális körülményeit.

A kínai ételek minimális forráspontot és gőzölést használnak az élelmiszer színének, textúrájának és ízének megőrzése érdekében. A főzésnek nevezzük a főzést, amelynek forráspontja alatti hőmérsékletet használja. A főzéshez az ételt gőzzel is használják.

Kukta

A főzőlapot ételek főzéséhez használják. Működése azon a képességén alapszik, hogy korlátozza a keletkező vízgőzöknek a légkörbe történő kiszivárgását, ami növeli a belső nyomást.

Az edényben lévő folyadék felületére gyakorolt ​​nyomásnövekedés a forráspont növekedéséhez vezet és 100 ° C feletti hőmérsékletet ér el. Ez csökkenti a főzési időt, és ezzel megtakarítja az üzemanyag-fogyasztást.

Hőleadás

A vizet hidrofil felületeken forralják, hogy lehűtsék a nukleáris reaktorokat és a nagy teljesítményű elektronikus eszközöket, ezáltal megakadályozva a túlmelegedést. A forráspont eléréséig és a forraláshoz a víznek hőt kell vennie a környezetéből, és ez csökkenti a hőmérsékletét.

Az oldott anyag moláris tömegének meghatározása

A víz forráspontjának növelése kollégiális tulajdonság; és ezért az oldott oldott anyag koncentrációjától függ. Ennek ismeretében az oldott anyag moláris tömege becsülhető meg. Vannak pontosabb módszerek is, például a tömegspektrometria, amely továbbra is hasznos módszer.

Cukoripar

A nádcukor finomításakor a kristálycukor előállításához a nádlé felforraljuk, és az elért hőmérséklet függ a benne lévő cukor koncentrációjától.

A nádlé forráspontjának megemelkedése az oldat cukorkoncentrációjának mértéke. Ez fontos információ a cukor kristályosodásának eléréséhez.

Irodalom

1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. szeptember 26.) Forráspont meghatározás a kémiában. Helyreállítva: gondolat.com
3. Wikipedia. (2019). Forráspont. Helyreállítva: en.wikipedia.org
4. Breslyn W. és Wyler C. (2019. szeptember 29.). Forró. Helyreállítva: chem.libretexts.org
5. Forró. Helyreállítva: chem.purdue.edu
6. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2015. május 19.). Forró. Encyclopædia Britannica. Helyreállítva: britannica.com
7. Prof. Sofía Gutiérrez de Gamboa. (2008). Sterilizálás emberi hővel.. Helyreállítva: ucv.ve
8. Purdue Egyetem. (2018. április 30.). A víztaszító felületek hatékonyan felforralják a vizet, és az elektronika hűvös maradhatnak. ScienceDaily. Helyreállítva: sciencedaily.com
9. Brennan, John. (2019). A forráspont magasságának felhasználásai. sciencing.com. Helyreállítva: sciencing.com