비등 상태의 변화 또는 기체 상태로 액상이다. 액체가 끓는점까지 가열 될 때 발생합니다. 액체의 증기압이 액체 표면에 가해지는 대기압과 같은 온도입니다.
일반적으로 끓일 때 액체가 담긴 용기의 하부에 열이 공급됩니다. 기포가 액체 표면을 향해 상승함에 따라 부피가 증가하는 기포가 형성되기 시작합니다. 기포가 상승하면 압력이 감소하기 때문입니다.
액체가 끓으면 끓는점에 도달했다고합니다. 출처 : Pixabay.
가열 된 액체가 물일 때 거품에는 수증기가 포함됩니다. 즉, 그들은 이미 기체 상태의 물을 포함하고 있습니다. 또한 기포는 액체 부피 전체에 분포합니다. 물의 끓는 온도는 1 기압 (760mmHg)의 압력에서 약 100ºC입니다.
액체 상태에서 기체 상태로 상태 변화를 일으키려면 에너지 (기화 엔탈피)를 공급해야합니다. 끓는 동안 물의 온도는 100ºC로 일정하게 유지됩니다. 액체 물 분자가 수증기로 나오면 열 에너지가 손실되기 때문입니다.
비등의 종류
비등에는 핵형 성과 임계 열유속의 두 가지 주요 유형이 있습니다.
핵 비등에서는 액체 부피의 다른 위치에서 소량의 거품이 형성됩니다.
온도 상승 후 기포 형성이 관찰됩니다.
한편, 임계 열 흐름에서 비등은 열이 공급되어 비등을 유발하는 표면이 임계 온도 값 이상으로 가열되어 표면에 증기 층을 형성하는 경우 발생합니다.
비점
끓는점을 결정하는 요인
기압
대기압의 증가는 대기압을 균등화하기 위해 수증기압을 증가시켜야하기 때문에 끓는점을 증가시킵니다. 이를 달성하려면 수온을 높여야하므로 더 많은 칼로리 소비가 필요합니다.
반대로 해발 고도가 높은 산에서와 같이 대기압이 감소하면 대기압보다 낮은 증기압이 필요하기 때문에 끓는점이 감소합니다.
분자간 힘
용액의 분자에는 분산 또는 런던 힘, 쌍극자-쌍극자 힘 및 수소 결합을 포함하여 여러 유형의 상호 작용이 있습니다. 이러한 힘의 크기가 클수록 끓는점이 높아집니다.
열 에너지는 분자 사이의 상호 작용을 끊어서 끓는 데 충분한 에너지를 가질 수 있어야합니다. 예를 들면 : 메틸 에테르 (C 2 H 6 25 ° C의 O)를 갖는다 비점 반면 에틸 에테르 (C 4 H 10 78.5 ℃, O)를 갖는다 비점
유사한 화학 구조를 가지고 있음에도 불구하고 끓는점의 차이는 에틸 에테르의 분자량이 더 높기 때문에 설명됩니다. 둘 다 수소 결합을 형성하지만 C 4 H 10 O 의 분산력은 C 2 H 6 O 보다 강합니다 .
비등과 증발의 차이
끓는점은 열원 근처의 액체에서 시작되어 액체 전체에 퍼집니다. 이 그림에서 볼 수 있습니다.
한편 증발은 액체 표면의 현상입니다.
증발은 공기-액체 계면에있는 액체 분자에 가해지는 표면 장력을 극복하기에 충분한 에너지를 가질 때 발생합니다. 그래서 그것은 액체의 부비동에서 빠져 나와 기상으로 들어갑니다.
증발은 모든 온도에서 발생할 수 있지만 발생 가능성은 온도에 따라 증가합니다. 다음 이미지에서지면에서 증발하는 물을 볼 수 있습니다.
비등의 예
증기 살균
그것은 탈출 할 수없는 수증기에 의해 가해지는 고압을 생성하는 능력이있는 오토 클레이브라는 장비에서 수행된다. 마찬가지로 물의 끓는점이 증가하여 100ºC 이상의 온도에 도달 할 수 있습니다.
오토 클레이브에서는 조직 배양 용 재료, 수술 용 재료, 실험 실용 재료, 배양 배지 등을 멸균합니다. 오토 클레이브에서 멸균에 사용되는 조건은 15 파운드의 압력, 121ºC의 온도 및 15 분의 지속 시간입니다.
음식을 요리하다
음식은 물에 넣어 가열합니다. 조리하는 동안 물의 끓는점 (100ºC)과 동일한 온도가 사용됩니다. 음식은 최적의 섭취 조건에 도달하기 위해 경험이 나타내는 시간 동안 가열됩니다.
중국 음식은 음식의 색, 질감 및 풍미를 보존하기 위해 최소한의 끓임과 찜을 사용합니다. 끓는 요리로 알려진 요리 유형은 끓는점 이하의 온도를 사용합니다. 음식을 조리 할 때도 증기를 사용합니다.
압력솥
압력솥은 음식을 조리하는 데 사용됩니다. 작동은 내부 압력을 증가시키는 대기로 생성되는 수증기의 유출을 제한하는 능력에 기반합니다.
냄비 안의 액체 표면에 가해지는 압력의 증가는 끓는점의 증가와 100ºC 이상의 온도에 도달하는 것으로 해석됩니다. 이렇게하면 조리 시간이 단축되어 연료 사용이 절약됩니다.
열 분산
물은 친수성 표면에서 끓여서 원자로 및 고출력 전자 장치를 냉각시켜 과열을 방지합니다. 끓는점에 도달하여 끓으려면 물이 주변에서 열을 흡수해야하며 이로 인해 온도가 낮아집니다.
용질의 몰 질량 결정
물의 끓는점을 높이는 것은 결합 속성입니다. 따라서 용해 된 용질의 농도에 따라 달라집니다. 그것을 알면 용질의 몰 질량을 추정 할 수 있습니다. 그러나 여전히 유용한 방법 인 질량 분석법과 같은보다 정확한 방법이 있습니다.
설탕 산업
결정 설탕 생산을위한 사탕 수수 설탕 정제 과정에서 사탕 수수 주스는 끓이고 온도는 설탕의 농도에 따라 달라집니다.
지팡이 주스의 끓는점의 상승은 용액의 설탕 농도를 측정 한 것입니다. 이것은 설탕의 결정화를 달성하는 데 중요한 정보입니다.
참고 문헌
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