Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Ciśnienie pary
- Dobre wibracje (molekularne)
- Ciśnienie pary i ciśnienia atmosferycznego
- Działanie wrzenia i malejące ciśnienie
Wraz ze spadkiem ciśnienia otoczenia spada również temperatura wymagana do zagotowania cieczy. Na przykład wytwarzanie żywności na dużych wysokościach zajmuje więcej czasu, ponieważ woda wrze w niższych temperaturach; woda zatrzymuje mniej ciepła, więc prawidłowe gotowanie wymaga więcej czasu. Związek między ciśnieniem i temperaturą tłumaczy się właściwością zwaną prężnością pary, miarą tego, jak łatwo cząsteczki odparowują z cieczy.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Wraz ze wzrostem temperatury otoczenia rosną również temperatury wrzenia. Jest tak, ponieważ podwyższona temperatura otoczenia utrudnia ucieczkę pary z cieczy i potrzeba więcej energii do wrzenia.
Ciśnienie pary
Prężność par substancji to ciśnienie par wywieranych na pojemnik substancji w określonej temperaturze; dotyczy to zarówno cieczy, jak i ciał stałych. Na przykład napełniasz pojemnik wodą do połowy, wypompowujesz powietrze i uszczelniasz pojemnik. Woda odparowuje do próżni, wytwarzając parę wywierającą ciśnienie. W temperaturze pokojowej ciśnienie pary wynosi 0,03 atmosfery lub 0,441 funta na cal kwadratowy. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta również ciśnienie.
Dobre wibracje (molekularne)
W dowolnej temperaturze powyżej zera Kelwina cząsteczki w substancji wibrują w losowych kierunkach. Cząsteczki wibrują szybciej wraz ze wzrostem temperatury. Jednak nie wszystkie cząsteczki wibrują z tą samą prędkością; niektóre poruszają się powoli, podczas gdy inne są bardzo szybkie. Jeśli najszybsze cząsteczki znajdą drogę na powierzchnię obiektu, mogą mieć wystarczająco dużo energii, aby uciec w otaczającą przestrzeń; to te cząsteczki odparowują z substancji. Wraz ze wzrostem temperatury więcej cząsteczek ma energię do odparowania z substancji, co powoduje wzrost ciśnienia pary.
Ciśnienie pary i ciśnienia atmosferycznego
Jeśli próżnia otacza substancję, cząsteczki opuszczające powierzchnię nie napotykają oporu i wytwarzają parę.Jednak gdy substancja jest otoczona powietrzem, jej prężność pary musi przekraczać ciśnienie atmosferyczne, aby cząsteczki mogły odparować. Jeśli ciśnienie pary jest niższe niż ciśnienie atmosferyczne, opuszczające się cząsteczki są wtłaczane z powrotem do substancji w wyniku zderzeń z cząsteczkami powietrza.
Działanie wrzenia i malejące ciśnienie
Ciecz wrze, gdy jej najbardziej energetyczne cząsteczki tworzą bąbelki pary. Jednak przy wystarczająco wysokim ciśnieniu powietrza ciecz staje się gorąca, ale nie gotuje się ani nie odparowuje. Gdy ciśnienie otoczenia spada, cząsteczki odparowujące z wrzącej cieczy napotykają mniejszy opór od cząsteczek powietrza i łatwiej wchodzą do powietrza. Ponieważ prężność pary może zostać zmniejszona, temperatura potrzebna do zagotowania cieczy jest również zmniejszona.