چگونگی جوشیدن یک مایع boiling

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: نقطه جوش یک مایع به صورت درجه حرارتی تعریف می.شود که در آن فشار بخار مایع برابر با فشار بیرونی باشد. چنانچه فشار خارج 760 میلیمتر جیوه باشد. یک مایع وقتی خواهد جوشید که فشار بخار آن برابر با این مقدار باشد. برای مثال آب وقتی از دمای 100Cْ خواهد جوشید که فشار خارجی و فشار بخار آن برابر با 760 مییلیمتر جیوه باشد. در فشار 526 میلیمتر جیوه آب در 90Cْ می.جوشد و اگر فشار را به 9.2 میلیمتر برسانیم نقطه جوش آب در 10Cْ خواهد بود به این علت است که نقطه جوش آب در ارتفاعات کمتر از مناطق نزدیک به سطح دریا می.باشد.

فشار بخار
مولکولهای یک مایع دارای انرژی جنبشی هستند و انرژی جنبشی مولکول معینی از یک مایع ضمن برخورد با سایر مولکولها دائما تغییر می.کند. در یک لحظه معین تعدادی از مولکولها دارای انرژی نسبتا زیاد و تعدادی دارای انرژی نسبتا کمی هستند مولکولهایی که انرژی جنبشی آنها زیاد است می.توانند بر نیروی جاذبه مولکولهای اطراف خود غلبه کرده و از سطح مایع فرار کرده و وارد فاز گاز می.شوند.
اگر مایع در حال تبخیر در یک ظرف سربسته.ای محبوس باشد مولکولهای بخار نمی.توانند از نزدیکی مایع دور شوند و تعدادی از مولکولهای بخار به فاز مایع بر می.گردند سرانجام حالتی پیش می.آید که در آن سرعت فرار مولکولها از فاز مایع به بخار (تبخیر) و سرعت برگشت مولکول از فاز بخار به مایع (میعان) برابر می.شود. فشار بخاری که در دمای معین با مایع خود در حال تعادل است، فشار بخار نامیده می.شود.

چگونگی جوشیدن یک مایع
وقتی که فشار بخار یک مایع با فشار جو برابر می شود، مایع شروع به جوشیدن می.کند. در این دما ، بخار حاصل در داخل مایع سبب ایجاد حباب و غلیان خاص جوشش می.شود. تشکیل حباب در دمای پایینتر از نقطه جوش غیر. ممکن است، زیرا فشار جو بر سطح مایع که بیش از فشار داخل آن است، مانع از تشکیل حباب می.شود. دمای مایع در حال جوش تا هنگامی که تمام مایع بخار نشده است، ثابت می.ماند در یک ظرف بدون درپوش حداکثر فشار بخاری که هر مایع می.تواند داشته باشد برابر با فشار جو می.باشد.
فشار بخار هر مایع تنها از روی دما معین می.شود. بنابراین اگر فشار بخار ثابت باشد دما نیز ثابت است. برای ثابت ماندن دمای یک مایع در حال جوش باید به آن گرما داده شود. زیرا در فرایند جوش مولکولهای با انرژی زیاد از مایع خارج می.شوند. اگر سرعت افزایش گرما بیش از حداقل لازم برای ثابت نگهداشتن دمای مایع در حال جوش باشد، سرعت جوشش زیاد می.شود ولی دمای مایع بالا نمی رود.

تاثیر فشار در نقطه جوش
نقطه جوش یک مایع با تغییر فشار خارجی تغییر می.کند. نقطه جوش نرمال یک مایع ، دمایی است که در آن فشار بخار مایع برابر با یک اتمسفر باشد. نقطه جوش داده شده در کتابهای مرجع ، نقاط جوش نرمال می.باشند. نقطه جوش یک مایع را می.توان از منحنی فشار بخار آن بدست آورد و آن دمایی است که در آن فشار بخار مایع با فشار وارد بر سطح آن برابری می.کند.
نوسانات فشار جو در یک موقعیت جغرافیایی ، نقطه جوش آب را حداکثر تا 2Cْ تغییر می.دهد. ولی تغییر محل ممکن است باعث تغییرات بیشتر شود، متوسط فشاری که هواسنج در سطح دریا نشان می.دهد یک اتمسفر ، ولی در ارتفاعات بالاتر کمتر از این مقدار است. مثلا در ارتفاع 5000 پایی از سطح دریا متوسط فشاری که فشارسنج نشان می.دهد 0.836atm است و نقطه جوش آب در این فشار 95.1Cْ می.باشد.

پایین آوردن نقطه جوش یک مایع
اگر نقطه جوش نرمال مایعی بالا باشد یا مایع در اثر گرما تجزیه شود، می.توان با کاهش فشار آن را در دماهای پایین به جوش آورد از این روش برای تقطیر مایعات در خلا استفاده می.شود. مثلا با کاهش فشار تا 0.0121atm می.توان نقطه جوش 10Cْ که بطور قابل ملاحظه. پایینتر از دمای معمولی است، رساند. با کاهش فشار می.توان آب غیر ضروری بسیاری از فراورده های غذایی را خارج کرده و آنها را تغلیظ کرد. در این روش دمای فراورده مورد نظر به دمایی که ممکن است سبب تجزیه یا تغییر رنگ آن شود، نمی.رسد.

مخلوطهایی با نقطه جوش ثابت یا آزئوتروپ
بسیاری از مخلوطهای دوتایی ترکیبات آلی تشکیل مخلوطهایی با نقطه جوش ثابت می.دهند. گاهی سه سازنده در چنین مخلوطی وجود دارند. یعنی آنها مخلوطهایی با نقطه جوش مینیمم هستند اما استثناهایی هم وجود دارد (مخلوط آزئوتروپ آب و اسید فرمیک که نقطه جوش مخلوط بالاتر از نقطه جوش هر یک از اجزا به تنهایی است).
چنانچه مخلوط اولیه A+B نسبت به جزء A غنی.تر باشد در اثر تقطیر جز به جز ابتدا مخلوط بر اثر تقطیر با نقطه جوش ثابت و با ترکیب درصد M جدا می.شود. وقتی همه B به این طریق جدا شد، پس از آن باقیمانده A خواهد بود که با ادامه تقطیر به صورت خالص بدست می.آید. از این روش برای تخلیص انواع مایعات استفاده می.شود.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 202]