جوشاندن آب بدون گرما

آب در فشار یک اتمسفر در دمای 100 درجه سانتی گراد به جوش می آید . جوشیدن زمانی اتفاق می افتد که فشار بخار مایع با فشار هوا برابر شود .مولکول های مایع در هر دمایی تبخیر می شوند این مولکول های مایع بخار شده بر سطح مایع ، دیواره ظرف و مولکول های هوا فشار وارد می کنند به این فشار ایجاد شده فشار بخار مایع می گویند .

تا زمانی که فشار هوای بالای سطح مایع از فشار بخار مایع بیشتر باشد مایع نمی جوشد . برای جوشاندن یک مایع دو راه در پیش رو داریم : یا با استفاده از گرما جنبش مولکول های مایع را افزایش داده و فشار بخار مایع را افزایش دهیم تا آن را به فشار هوا برسانیم و یا اینکه فشار هوا را کاهش دهیم . با کاهش فشار هوا ، به تدریج فشار هوا به فشار بخار مایع نزدیک شده و جوشیدن در دمای معمولی و بدون گرما اتفاق می افتد !!!

برای کاهش فشار هوا می توانیم از قانون بویل استفاده کرده و با افزایش حجم هوای روی یک مایع ، فشار هوای وارد بر مایع را کاهش دهیم و به این شکل شرایط را برای جوشیدن مایع فراهم کنیم .

برای افزایش نقطه جوش آب نیز دو راه در پیش داریم : یا فشار هوا را افزایش دهیم تا دمای بیشتری برای رسیدن فشار بخار مایع به فشار هوا لازم باشد و یا اینکه فشار بخار مایع را کاهش دهیم . برای کاهش فشار بخار مایع ، می توانیم از یک حل شوند غیر فرار مانند نمک خوراکی یا اتیلن گلیکول استفاده کنیم . حل شونده غیر فرار مانع از تبخیر مولکول های حلال (مایع ) می شود و به این ترتیب فشار بخار مایع را کاهش می دهد .بنابراین برای رساندن فشار بخار مایع به فشار هوا به گرمای بیشتری نیاز خواهد بود .

در آزمایش « جوشاندن آب بدون گرما » با کشیدن پیستون سرنگ به سمت پایین ، حجم هوای بالای سطح مایع افزایش می یابد ؛ بنابراین طبق قانون بویل فشار هوای بالای مایع کاهش یافته و به فشار بخار مایع نزدیک می شود و مایع درون سرنگ بدون افزایش دما به جوش می آید .

اگر از محلول آب نمک درون سرنگ استفاده کنیم جوشاندن مایع کمی سخت تر می شود زیرا نمک باعث کاهش فشار بخار مایع می شود بنابراین باید فشار هوا را با کشیدن بیشتر پیستون به مقدار بیشتری کاهش دهیم تا فشار هوا به فشار بخار مایع برسد.

 

دریافت
 

در این فیلم جوشاندن آب درون سرنگ بدون گرما را مشاهده می کنید

 

سوال:

بدنه سرنگ را، پیش و بعد از کشیدن پیستون ، لمس کنید. آیا دمای سرنگ تغییر محسوسی کرده است؟

خیر

چه تفاوتی بین فشار درون سرنگ و فشار هوای بیرون، هنگام کشیدن پیستون ایجاد می شود؟

فشار هوای درون سرنگ کم تر از فشار هوای بیرون سرنگ خواهد بود.

 

نقطه جوش به دمایی گفته می شود که درآن فشار هوای بالای مایع برابر با فشار بخار مایع است. مشاهدات

 

خود را با توجه به این نکته توضیح دهید.

فشار هوای داخل سرنگ کاهش می یابد، در نتیجه آب سریع به جوش می آید.

 

علت تفاوت تغییرات مشاهده شده با افزایش نمک به آب چیست؟

با افزایش نمک، نقطه جوش افزایش می یابد. بنابراین جوشیدن آب مانند حالت اول نیست و 

 

بسیار سخت تر صورت می گیرد.