0: Мы с вами продолжаем изучать процесс парообразования, то есть процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное на 2 предыдущих уроках мы познакомились с испарением, то есть с процессом пара.

1: Образование, которое происходит с поверхности жидкости. А теперь, как говорится, заглянем глубже, рассмотрим процесс парообразования, происходящий в объёме жидкости. Он называется кипением. Тема урока

2: Кипение.

3: Удельная теплота.

4: Парообразования.

5: Удельная теплота парообразования, кипение, удельная теплота парообразования, домашнее задание, конспект.

6: Далее по учебнику Баженовой параграф 47.

7: Для 8 класса параграф 47 по задачнику лукашика.

8: Сделать упражнение с номерами 1107 тире 1109.

9: А также 1112.

10: И 1114 это вопросы, отвечать на них нужно письменно.

11: Ну а теперь начнём с определения, записываем, что такое кипение. Кипением называется процесс парообразования, происходящий в объёме жид.

12: Кипением называется процесс парообразования, происходящий в объёме жидкости, кипением называется процесс парообразования, происходящий

13: В объёме жидкости мы сегодня исследуем процесс кипения, и то, что предшествует этому явлению. Для этого начнём с опыта, как и начинаются любые настоящие исследования.

14: Этот предмет вам знаком, наполним его водопроводной водой и посмотрим, что будет происходить по мере того, как вода в этом чайнике будет нагреваться.

15: Обычная водопроводная вода.

16: Днестровка

17: Вода в Одессе из днестра в 40 километрах есть село беляевка, и там мощная водокачка, которая снабжает город водой в Одессе даже есть улица водопроводная, помещаем.

18: В чайник термометр.

19: Для того, чтобы следить за изменением температуры вот таким образом и включаем нагрев, посмотрим, какая начальная температура.

20: 21 градус. Как вы видите, мы будем наблюдать за процессом нагревания воды.

21: С помощью видеокамеры и записывать то, что мы увидим. Вот уже сейчас можно кое-что интересное наблюдать.

22: Мы видим какие-то потоки, которые происходят внутри чайника. Что это за потоки? Объяснение очень простое. Нижняя часть чайника, Дно нагревается.

23: Вода от него нагревается, плотность воды уменьшается, и в результате вода всплывает. Это явление нам хорошо знакомо, оно называется конвекцией. А то, что мы видим,

24: Называются конвекционными потоками, буквально, начиная с комнатной температуры. Вот сейчас температура у нас уже немножко выше, примерно 30 40 градусов. Начиная с комнатной температуры. Мы

25: Наблюдаем конвекционные потоки. То, что мы наблюдаем, будем записывать на доске. Итак, наблюдаем.

26: Во первых, конвекционные потоки.

27: Это очень важный процесс для нагревания. Благодаря конвекционным потокам у нас происходит относительно равномерный прогрев жидкости. Мы заметили, что конвекционные потоки начались буквально при 30 градусах. Вот сейчас 40 градусов, значит,

28: Температура примерно 30 40 градусов цельсия. Идём дальше. Что мы наблюдаем дальше?

29: Если присмотреться, то можно увидеть на Дне пузырьки воздуха.

30: Этот воздух имеет двоякое происхождение. Во первых, Дно покрыто накипью. Накипь это пористое вещество, и там содержатся мельчайшие частицы, мельчайшие пузырьки воздуха, когда мы

31: Нагреваем воду, воздух расширяется при увеличении температуры, и эти пузырьки показываются на поверхности. Но это не самое главное. Самое главное то, что воздух растворён в воде, ведь вода это водопроводная, когда

32: Когда-то она была в днестре в реке и контактировала с атмосферой. Растворённый воздух сейчас выделяется, потому что с Ростом температуры растворимость воздуха снижается. И вот

33: Мы видим эти пузырьки своими глазами, пока что, кроме этого, ничего интересного мы не наблюдаем температура у нас сейчас уже около 60 градусов.

34: Итак, всплывают пузырьки воздуха, запишем пузырьки.

35: Воздуха.

36: Образуются и всплывают.

37: Мы это заметили при температуре примерно 60 градусов цельсия.

38: Сейчас температура 70 градусов цельсия. Посмотрим, что произошло.

39: Обратите внимание на то, что вода стала мутной, это связано с тем, что она прогрелась настолько, что теперь пузырьки воздуха выделяются из жидкости не только там, где её температура выше возле.

40: Нано, благодаря конвекции вся жидкость прогревается и уже во всем объёме жидкости выделяются пузырьки воздуха. Роль Пузырьков воздуха необычайно важна. Дело в том, что если бы не пузырьки воздуха.

41: В жидкости то жидкости, в объёме. Некуда было бы испаряться. Представьте себе объём жидкости, весь заполненный молекулами жидкости, расстояние между ними порядка размеров молекул, куда испаряться жидкости некуда. А если

42: Есть пузырьки воздуха, то жидкость именно туда испаряется, там образуется пар с Ростом температуры, количество пара увеличивается. И вот если присмотреться сейчас и прислушаться, а

43: Температура сейчас 80 градусов. Мы можем услышать шум. Какова природа этого шума? Давайте запишем то, что мы наблюдаем.

44: Вода стала мутной.

45: Температура.

46: 80 градусов.

47: В четвёртых, появился шум.

48: Прислушайтесь, появился шум.

49: Пузырьки рождаются внизу, но не доходят до поверхности, они схлопываются. Это явление называется кавитация при схлопывании Пузырьков возни.

50: Такой вот щелчок, эти щелчки, накладываясь 1 на другой.

51: Порождают вот этот шум. А теперь послушайте, шум стал совсем другим. Пузырьки пара уже достигают поверхности, и они не просто достигают поверхности, они растут в объём.

52: Сливаются, в результате чего жидкость бурно кипит. И это есть процесс кипения. Давайте посмотрим, какова температура температура 100 градусов дальше.

53: Температура расти не будет.

54: Хотя здесь постоянно происходит выделение тепла, но температура остаётся на уровне 100 градусов, то есть вода кипит при 100 градусах, ну уж ничего не поделаешь придётся выключить чайник, иначе вся вода выкипит чайник.

55: Может перегореть. Итак, шум у нас появился при температуре порядка 80 градусов 90 градусов.

56: 5 пузыри уже пара, который испарился внутрь воздуха, достигают поверхности, начинается кипение, пузыри пара.

57: Достигают поверхности.

58: Меняется характер шума если раньше было такое шипение, то теперь этот шум напоминает бурление, характер шума меняется.

59: Температура перестаёт меняться, температура 100 градусов цельсия, жидкость кипит, происходит парообразование в объёме.

60: Жидкости жидкость кипит.

61: Поскольку.

62: Тепло все время выделяется в жидкости, а температура не растёт, то, значит, теплота поглощается кипящей жидкостью при постоянной температуре. Об этом мы сейчас поговорим подробней, но только

63: Перед этим давайте изобразим то, что мы здесь наблюдали с помощью графика нагревания.

64: По горизонтали мы отложим

65: Время по вертикали отложим температуру.

66: Время обозначим буквой тау и не будем ничего откладывать. Никаких единиц. Время у нас будет в произвольных единицах, а вот температуру мы будем откладывать в градусах цельсия 0 20.

67: 30, 40, 60, 80, 100. Мы с вами начали нагревание при температуре около 20 градусов цельсия. Значит

68: В начале температура была вот такой, потом температура увеличивалась приблизительно равномерно. На самом деле это не совсем так, но нас сейчас это не интересует. Важно то, что температура росла, но

69: Не безгранична температура достигла значения 100 градусов и дальше перестала меняться. То есть график условно можно изобразить вот так.

70: Вот при этой температуре 100 градусов происходит кипение.

71: А здесь мы отложим те явления, отметим те явления, которые мы заметили. Прежде всего мы заметили появление конвекционных потоков. Вот на этом участке ещё ничего особенно интересного.

72: Не происходит от 20 до 40 градусов, но мы наблюдаем конвекционные потоки, они и дальше продолжаются, но они уже маскируются более интересными эффектами. Видим

73: Конвекционные.

74: Потоки. Затем мы обратили внимание, что у Дна образуются пузырьки воздуха. Они образуются у Дна и

75: Всплывают, но при этом никакого шума ещё не слышно. Значит, это происходит при температуре порядка 60 градусов. Значит, вот здесь

76: Образование мелких Пузырьков, воздуха, они выделяются из воды, это растворённый в воде воздух выделяется

77: Растворённый.

78: В воде воздух.

79: А дальше при температуре порядка 80 градусов из за этого явления вода становится мутной.

80: Помутнение воды. Почему? Потому что этих Пузырьков становится много во всем объёме помутнение воды.

81: Дальше мы начинаем слышать шум. Вот примерно с 80 градусов шум.

82: А при приближении к 100 градусам мы замечаем, что пузырьки пара начинают уже подходить к поверхности жидкости в начале они образовывались внизу, а потом

83: Том, когда они всплывали, они попадали туда, где температура ниже, и схлопывались. Это и было причиной возникновения шума, схлопывания Пузырьков. Такое явление называется кавитация, а вот при более высокой температуре стремительно

84: Рост и всплытие пузырей, рост и всплытие.

85: Пузырей, но это уже далеко не пузыри воздуха, воздуха, там чуть чуть. Воздух нужен только для того, чтобы рост этого пузыря начался. Это пузыри, пара. Все

86: Больше и больше пара испаряется внутрь жидкости все больше и больше пара испаряется внутрь пузыря, он растёт и под действием силы архимеда всплывается, всплывает.

87: Пузыри достигают поверхности и образуются во всем объёме жидкости. Они сливаются вместе, получаются большого размера. Пузыри. Вы это видели и после этого?

88: Температура перестаёт меняться кипение, бурный процесс парообразования во всем объёме жидкости.

89: Образование?

90: Пара.

91: Во всем.

92: Объёме, это и есть кипение, причём температура при этом перестаёт меняться. Следовательно, у каждой жидкости, наверное, если

93: Взять другую жидкость, то у неё тоже, если её удаётся закипятить, есть своя температура кипения. Кипение, в отличие от испарения, происходит при строго определённой температуре. Вы знаете, что испарение происходит при

94: При любой температуре мы это видели на опыте, на предыдущих 2 уроках лужи высыхают рано или поздно, независимо от того, жарко на дворе или вот вот образуется корочка льда. Лёд, кстати, тоже перехо.

95: Входит в газообразную фазу. Мы знаем, что этот процесс называется сублимацией, а вот здесь температура как остановилась на уровне 100 градусов, так дальше и не меняется. Почему при кипении температура остаётся

96: Неизменной, кстати, эта температура, она и называется температурой кипения. Давайте запишем определение определение температура, при которой жидкость кипит, называется температурой.

97: Кипения. Температура, при которой жидкость кипит, называется температурой кипения. Почему же жидкость кипит при определённой температуре? А все дело в том, что процесс

98: Парообразование требует затрат энергии. И вот представьте себе следующую ситуацию. Образовался пузырь пара. Откуда взялся этот пар из окружающей жидкости, но пар внутри пузыря, когда за

99: Ходил. При этом на это требовалась определённая энергия. Откуда её взять из жидкости жидкость чуть чуть охладилась. Если жидкость чуть чуть охладилась, то давление пара в пузыре, оказывается, оно

100: Очень сильно зависит от температуры. Чуть чуть снизилась. Что будет дальше с пузырём, а дальше происходит вот что сверху то давит атмосферное давление, и атмосфера безжалостно сжимает этот пузырь, и он исчез.

101: Бы если бы постоянно не происходило испарение жидкости, испаряющаяся жидкость за счёт энергии, которую мы подводим, позволяет пузырю уцелеть, он всплывает, жидкость кипит, получается равнове.

102: 2 процессов затраты энергии на парообразование приводят к охлаждению жидкости. Вы знаете, что при испарении жидкость остывает, а подвод энергии позволяет пузырям выжить и компенсирует расход.

103: Энергии на парообразование, поэтому жидкость кипит при вполне определённой температуре. Кстати, температура кипения у разных жидкостей разная. Вот сейчас я вам покажу таблицу, где приведены температуры кипения различных

104: Жидкостей. Вот посмотрите, здесь вы можете увидеть вещества, к которым мы привыкли, которые мы привыкли считать газами, например, водород.

105: Температуре водород становится жидкостью, и эта жидкость кипит при температуре - 253 градуса цельсия, кислород при температуре - 183, эфир 35.

106: Спирт 78, молоко, ну, молоко практически полностью состоит из воды, и поэтому, как и вода, они кипят при температуре 100 градусов цельсия. Оказывается, ртуть кипит при 357.

107: Градусах цельсия. Даже металлы, к которым мы привыкли, как к твёрдым телам, не только плавятся, но при высокой температуре превращаются в газ. Железо для этого нужно нагреть до 2705.

108: 50 градусов цельсия.

109: Но не забудем о том, что кипение возможно только в том случае, если пузыри имеют возможность расти вопреки тому, что внешнее атмосферное давление их

110: Сдавливает. Поэтому оказывается, что температура кипения зависит от внешнего, от атмосферного давления. Эту зависимость мы подробнее обсудим на следующем уроке, а пока просто будем иметь ввиду, что те температуры, кипения, которые

111: Вы видели, в таблице они приведены для нормального атмосферного давления, то есть 760 миллиметров ртутного Столба или 1013 гектопаскалей.

112: Итак, для поддержания постоянной температуры все время приходится подводить тепло, то есть для того, чтобы кипение происходило, для того, чтобы происходило паро.

113: Образование необходимо подводить энергию, иначе жидкость будет остывать и перестанет кипеть, стоит выключить чайник, кипение прекратится.

114: И понятно, что теплота парообразования прямо пропорциональна количеству пара, который образуется при парообразовании кстати, это относится не только к кипению, но то, о чем сейчас пойдёт речь, относится и к испаре.

115: На испарение, если вы хотите поддерживать температуру, тоже требуется определённая энергия обозначим эту теплоту буквой q пар. Это теплота, парообразо.

116: Теплота парообразования, если вам нужно удвоить колич.

117: Жидкости, превратившейся в пар, или просто, если вам нужно получить в 2 раза больше пара, понятно, что для этого требуется в 2 раза большее количество теплоты. Поэтому мы можем сказать, что теплота парообразования

118: Прямо пропорционально массе образовавшегося пара или массе жидкости, превратившейся в пар, от чего зависит этот коэффициент пропорциональности, он зависит от того, какая

119: Какая у вас жидкость зависит?

120: От рода жидкости. Давайте заменим этот значок пропорциональности буквой коэффициентом пропорциональности и пусть это

121: Будет буква l большое ку пар теплота парообразования равняется вот этому коэффициенту, который я обозначаю буквой эль умножить на массу образ.

122: Зовавшегося пара.

123: Итак, что такое m масса пара?

124: Или масса, превратившаяся в пар жидкости. А вот этот коэффициент пропорциональности называется удельной теплотой парообразования, он зависит от рода жидкости.

125: Удельная.

126: Теплота.

127: Парообразование, удельная теплота парообразования. Давайте обратим внимание, то, что она зави.

128: Зависит от рода жидкости. Во первых. Во вторых, давайте выясним, каковы единицы измерения этой величины и каков её физический смысл. Выразим отсюда эль.

129: И мы получим эль равняется ку парообразования. Делить на массу. Возьмём эту формулу тоже в рамку, потому что она является основой для словесного.

130: Определение этой величины и поговорим о единицах измерения.

131: Как вы видите, в числителе стоит величина, измеряемая в джоулях, а в знаменателе величина, измеряемая в килограммах, значит, единицы измерения удельной теплоты парообразования джо.

132: На килограмм.

133: Как же дать определение удельной теплоты парообразования? Вспомним, что подводить тепло к жидкости нужно для того, чтобы её температура оставала.

134: Постоянной. Если не подводить к жидкости тепло, то она будет охлаждаться в случае испарения. Это очень хорошо заметно, когда мы выходим, допустим, из воды в случае кипения, если вода Немно

135: Немножко охладилось то давление пара в пузырях недостаточно для того, чтобы пузырь рос, пузырь будет раздавлен атмосферным давлением. А вот чтобы поддерживать давление пара, нужно поддерживать температуру, а для этого нужно подводить

136: Вот эту теплоту, значит, в нашем определении обязательно должна фигурировать такая деталь, как постоянство температуры. Итак, запишем удельной теплотой парообразования называется физическая

137: Величина равная.

138: Удельной теплотой парообразования называется физическая величина, равная количеству теплоты.

139: Которая необходима удельной теплотой парообразования. Называется физическая величина, равная количеству теплоты, которая необходима для превращения в пар, которая

140: Необходимо для превращения в пар 1 килограмма жидкости, которая необходима для превращения в пар 1 килограмма жидкости при неизменной температуре, которая необходима.

141: Для превращения в пар 1 килограмма жидкости при неизменной температуре.

142: Измеряется в джоулях на килограмм. Я уже сказал, что удельная теплота парообразования зависит от рода жидкости. Надо сказать, что она ещё и от температуры зависит. Чем выше температура, тем меньше удельная теплота пара.

143: Образование, но мы обычно говорим об удельной теплоте парообразования при температуре кипения в случае воды это 100 градусов. Но, а подробности, что происходит с удельной температурой, с удельной теплотой парообразования при росте температуры вы познакомитесь в

144: В 10 классе, когда мы будем изучать ещё раз этот материал, и вы познакомитесь с такой температурой, которая называется критическая. А вот какова удельная теплота парообразования различных жи.

145: Костей.

146: Посмотрите, чтобы превратить в пар 1 килограмм воды нужен

147: Нужно 2,3, но не джоуля, а мегаджоуля. Давайте вспомним, для того, чтобы превратить в воду 1 килограмм льда, нужно всего 330 килоджоулей, а тут 2 целых 3

148: 3/10 мегаджоуля. В этом смысле вода рекордсмен вы видите, что у других веществ удельная теплота, парообразования гораздо меньше.

149: 2,3 мегаджоуля на килограмм. Давайте посмотрим во сколько раз удельная теплота парообразования больше удельной теплоты плавления 2300 килоджоулей на килограмм я разделю

150: На удельную теплоту плавления на 330 получается.

151: Практически 7, то есть чтобы растопить 7, чтобы растопить килограмм льда.

152: Уже взятого при температуре плавления нужно 330 килоджоулей, а чтобы, нагрев эту воду до температуры кипения, потом превратить её в part, нужно целых 2300000 джоулей, это в 7 раз больше.

153: Чем удельная теплота плавления, то есть воду очень трудно превратить в пар. Но давайте вспомним, что процессы в природе обратимы точно так же, как когда вода превращается в пар, мы затрачиваем

154: 2 и 3/10 мегаджоуля на каждый килограмм. Точно так же, когда мы превращаем пар в воду, это количество теплоты выделяется

155: То есть при конденсации выделяется такое же количество теплоты, которое затрачивается при парообразовании. Это следствие закона сохранения энергии, ведь если бы было иначе, можно было бы

156: Сконструировать вечный двигатель. Итак, количество теплоты, отдаваемое. Видите, здесь знак минус означает, что тепло выделяется при конденсации, равняется количеству.

157: Теплоты, которая затрачивается при парообразовании. Это значит, что мы можем записать вот так ку конденсации также равняется удельной теплотой парообразо.

158: Умноженное на массу. Теперь уже чего массу сконденсировавшегося пара это огромное количество теплоты, поэтому пар водяной пар выгодно использовать в

159: В качестве теплоносителя при конденсации он выделяет большое количество теплоты я помню, когда ещё был студентом, мы ездили в колхоз, и там был консервный завод в селе петродолинское, где делали томатную.

160: Сок его делали в огромных вот таких вот цистернах, туда клали банки с консервами, их нагревали водой, а воду эту подогревали не электричеством, эту воду подогревали паром просто по всему консервному.

161: Заводу Шёл паропровод, и шланг, из которого Шёл пар, опускали в воду, и очень быстро большая цистерна воды, ну там около кубометра доводилась до температуры кипения пар.

162: Великолепный теплоноситель, переносчик, переносчик энергии. Но будем помнить о том, что из за этого ожог паром гораздо опаснее ожога кипятком, потому что при конденсации пара выделяется

163: Гораздо большее количество теплоты, чем просто при остывании горячей воды до температуры кожи. И последнее, когда вода кипит, её температура остаётся неизменной, но при

164: При этом поглощается энергия, однако давайте вспомним, что температура является мерой кинетической энергии хаотического движения молекул. Значит, когда молекула воды становится молекулой пара, при выкипании у неё кинетическая энергия.

165: Энергия остаётся та же самая. На что же тогда идёт та энергия, которая выделяется в нагревателе. А давайте вспомним, что внутренняя энергия вещества это сумма кинетической энергии, хаотического движения молекул и

166: Потенциальной энергии и взаимодействия друг с другом. Так вот, раз не меняется кинетическая энергия. Следовательно, внутренняя энергия увеличивается за счёт роста потенциальной энергии и в самом деле для того, чтобы вырвать молекул

167: Из жидкости и сделать её свободной нужно совершить работу, которая называется работа выхода, и при этом точно так же, как увеличивается потенциальная энергия поднятого над землёй тела, увеличивается и потенциальная энергия.

168: Молекул пара. Итак, кинетическая энергия молекул жидкости при температуре кипения и пара при той же самой температуре одинаковая, а внутренняя энергия пара, хотя у него та же самая температура, больше, чем внутренняя.

169: Энергия жидкости за счёт увеличения потенциальной энергии. На следующем уроке мы с вами более подробно поговорим о зависимости температуры кипения от давления. Ну а на сегодня все, отдыхайте.

170: Урок окончен.