Temperatura wrzenia - Polski Serwis Naukowy

Temperatura wrzenia – temperatura, przy której ciśnienie powstającej pary (ciśnienie pary nasyconej) jest równe ciśnieniu otoczenia, skutkiem czego parowanie następuje w całej objętości cieczy (dana substancja wrze).

Temperatura wrzenia danej substancji jest niższa od temperatury punktu krytycznego danej substancji, a wyższa od temperatury punktu potrójnego.

Jeżeli nie podano ciśnienia, przy jakim określono temperaturę wrzenia, to uznaje się, że jest to ciśnienie atmosferyczne czyli 1 atmosfera fizyczna (atm).

Ebuliometria (ebulioskopia) - doświadczalna metoda wyznaczania masy cząsteczkowej różnych substancji na podstawie dokładnych pomiarów temperatury wrzenia roztworów słabych tych substancji w oparciu o prawo Raoulta. Badania ebuliometryczne przeprowadza się za pomocą specjalnego przyrządu zwanego ebuliometrem. Nazwa pochodzi z łacińskiego czasownika ebullire (wrzeć) i greckiego skopein (widzieć). Podwyższenie temperatury wrzenia roztworu ze wzrostem stężenia nielotnej substancji rozpuszczonej nosi nazwę efektu ebulioskopowego i jest jedną z właściwości koligatywnych roztworów.

Punkt krytyczny to warunki krytyczne definiujące stan układu fizycznego oddzielające stany o odmiennych właściwościach (ciecz - para nasycona), w którym nie można rozróżnić obu stanów (cieczy i pary nasyconej). Na przykład:

Zależność od ciśnienia

Temperatura wrzenia zależy silnie od ciśnienia, rosnąc wraz ze wzrostem ciśnienia. Zależność temperatury wrzenia od ciśnienia opisuje wzór Clausiusa-Clapeyrona, z którego w przybliżeniu stosowanym dla przemiany, w której jeden ze stanów skupienia jest gazem doskonałym, a pomija się objętość drugiego, wynika wzór:

Temperatura – jedna z podstawowych ) w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

Ciecz przegrzana – ciało istniejące w stanie ciekłym powyżej temperatury wrzenia. Zazwyczaj ciecze wrą w jednej, określonej temperaturze przy stałym ciśnieniu. Proces wrzenia wymaga jednak odpowiednich warunków – m.in. możliwości ulatniania się powstającego z cieczy gazu, ponadto nie występuje jednocześnie w całej objętości cieczy i wymaga zainicjowania oraz czasu.

$T_B = \Big(\frac{R(\ln(P_B)-\ln(101,325 \operatorname{kPa}))}{\Delta H_{vap}}+\frac{1}{T_0}\Big)^{-1}$

gdzie:

$T_B$ — temperatura wrzenia w przy ciśnieniu PB,

$R$ — Stała gazowa,

$P_B$ — ciśnienie pary nasyconej w danej temperaturze,

$T_0$ — temperatura wrzenia przy ciśnieniu normalnym (101,325 kPa),

$\Delta H_{vap}$ — ciepło parowania substancji.

Powyższy wzór jest wzorem przybliżonym i nie może być stosowany dla dużych różnic ciśnień, oraz w pobliżu temperatury punktu krytycznego.

Temperatura krzepnięcia – temperatura, w której następuje zjawisko fizyczne krzepnięcia, definiowana także jako temperatura, w jakiej fazy ciekła i stała są ze sobą w równowadze. Temperatura krzepnięcia substancji może być niższa od temperatury topnienia.

Ciśnienie (prężność) pary nasyconej - ciśnienie, przy którym w określonej temperaturze gaz jest w stanie równowagi z cieczą. Występuje wówczas równowaga między parowaniem i skraplaniem.

Szczególne przypadki wrzenia

Przy odpowiedniej czystości substancji ogrzewanej i pod pewnymi warunkami jest możliwe ogrzanie substancji w postaci ciekłej powyżej jej temperatury wrzenia. Ciecz taka nosi nazwę cieczy przegrzanej. Zapoczątkowanie wrzenia powoduje nagłe i intensywne wrzenie w całej objętości cieczy.

Ciśnienie to wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:

Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.

Zobacz też

Ebuliometria

Temperatura topnienia

Temperatura krzepnięcia

Linki zewnętrzne

Wyznaczanie temperatury wrzenia wody w zależności od ciśnienia