نقطه جوش

نقطه جوش

تعداد بازدید: 4093
کد مطلب: 14180
تاریخ انتشار: 13:25 05 دي 1391

نقطه جوش

 
 

نقطه جوش (boiling point) یک مایع دمایی است که در آن، فشار بخار مایع با فشار بیرونی برابر می شود. در این دما بخار تولید شده در داخل مایع سبب ایجاد حباب و غلیان خاص جوشش می شود. تشکیل حباب در دمای پایین تر از نقطه جوش ناممکن است. زیرا فشار جو بر سطح مایع که بیش از فشار داخل آن است مانع از تشکیل حباب می شود.

دمای مایع در حال جوش تا هنگامی که تمام آن بخار نشده، ثابت می ماند. در یک ظرف سرباز بیشترین فشار بخاری که یک مایع می تواند داشته باشد، برابر فشار جو است و این فشار در نقطه جوش ایجاد می شود. برای اینکه دمای یک مایع در حال جوش ثابت بماند باید به آن گرما داده شود زیرا در فرایند جوش، مولکول های با انرژی زیاد از مایع خارج می شوند. هر چه سرعت افزایش گرما به مایع در حال جوش زیادتر باشد، سرعت جوشش مایع زیادتر می شود ولی دمای مایع بالا نمی رود.

نقطه جوش

 

نقطه جوش یک مایع با تغییر فشار بیرونی تغییر می کند. مثلا آب تحت فشار 0.95 atm  در 98.6 ºc و تحت فشار 1.05 atm در 101.4 ºc می جوشد. تنها تحت فشار 1atm نقطه جوش آب 100 ºc است.  نقطه جوش عادی یک مایع دمایی است که در آن، فشار بخار مایع برابر 1 atm است. نقاط جوش داده شده در کتب مرجع، نقطه جوش عادی هستند. نقطه جوش یک مایع را می توان از منحنی فشار بخار آن به دست آورد.

مایع

فرمول

نقطه جوش عادی  ºc

آنتالپی تبخیر   Kj/mol

آب

H2O

100

40.7

بنزن

C6H6

80.1

30.8

اتیل الکل

C2H5OH

78.5

38.6

کربن تتراکلرید

CCl4

76.7

30

کلروفرم

CHCl3

61.3

29.4

دی اتیل اتر

(C2H5)2O

34.6

26

 

نوسانات فشار جو در یک موقعیت جغرافیایی، نقطه جوش آب را حداکثر تا  2 ºc تغییر می دهد. ولی تغییر محل ممکن است تغییرات بیشتری را در نقطه جوش سبب شود. متوسط فشاری که هواسنج در سطح دریا نشان می دهد 1atm است ولی در ارتفاعات بالاتر کمتر از این مقدار می شود. مثلا در ارتفاع 1524 متری از سطح دریا متوسط فشاری که هواسنج نشان می دهد 0.836 atm است و تحت این فشار آب در 95.1 ºc می جوشد.

اگر نقطه جوش عادی مایعی بالا باشد یا مایع در اثر گرما تجزیه، می توان با کاهش فشار، آن را در دمای پایین تر به جوش آورد. از این روش برای تقطیر مایعات در خلا استفاده می شود. مثلا با کاهش فشار تا 0.0121 atm می توان نقطه جوش آب را 10 ºc رسانید که به میزان قابل ملاحظه ای پایین تر از  دمای معمولی است.  آب ناخواسته در بسیاری از فرایندهای غذایی را می توان با تبخیر آن در فشار پایین خارج کرد. در این روش، فراورده مورد نظر در معرض دمایی که سبب تجزیه یا تغییر رنگ آن شود قرار نمی گیرد.

 
 

مولکولهای مایع دائما حرکت می کنند. تعدادی از این مولکولها هنگامی که در سطح مایع هستند میتوانند به فضای بالای مایع بگریزند. مایعی را در ظرف بسته ای که هوایش تخلیه شده در نظر بگیرید. تعداد مولکولها در فاز گازی مایع افزایش می یابد تا سرعت ورود مجدد مولکولها به فاز مایع با سرعت گریزشان برابر شود، سرعت ورود مجدد متناسب با تعداد مولکولها در فاز گازی است. در این حال دیگر تغییر اساسی در دستگاه ملاحظه نمی شود و می گویند که سیستم در حال تعادل جنبشی است. مولکولها در فاز گازی به سرعت حرکت میکنند و دائما به دیواره ظرف بر می خورند و منجر به وارد کردن فشار به دیواره آن می شوند میزان این فشار در یک درجه حرارت معین را فشار بخار تعادل جسم مایع در آن درجه می نامند. این فشار بخار به درجه حرارت بستگی دارد. این بستگی به آسانی با تمایل گریز مولکولها از مایع قابل توجیه است. با ازدیاد درجه حرارت انرژی جنبشی متوسط مولکولها افزایش می یابد و فرار آنها به فاز گازی آسان میشود. سرعت ورود مجدد مولکولها نیز رو به افزایش می رود و به زودی در درجه حرارت بالاتر تعادل برقرار می شود. ولی در این حال تعداد مولکولها در فاز گازی از تعداد آنها در درجه حرارت پایین تر بیشتر است و در نتیجه فشار بخار زیادتر است.
اکنون نمونه مایعی را در نظر بگیرید که در یک درجه حرارت معین در ظرف سر گشاده ای قرار دارد و مولکولهای فاز بخار در بالای مایع می توانند از محوطه ظرف خارج شوند. بخاری که در بالای این نمونه است از مولکولهای هوا و نمونه تشکیل شده است. طبق قانون فشارهای جزئی دالتون، فشار کل (خارجی) در بالای مایع برابر با فشارهای جزئی نمونه و هوا است...ادامه

 
 

In a liquid the molecules are packed closely together with many random movements possible as molecules slip past each other. As a liquid is heated, the temperature is increased. As the temperature increases, the kinetic energy increases which causes increasing molecular motion (vibrations and molecules slipping pas each other)...more

 
 

The boiling point of an element or a substance is the temperature at which the vapor pressure of the liquid equals the environmental pressure surrounding the liquid. A liquid in a vacuum environment has a lower boiling point than when the liquid is at atmospheric pressure. A liquid in a high pressure environment has a higher boiling point than when the liquid is at atmospheric pressure. In other words, the boiling point of liquids varies with and depends upon the surrounding environmental pressure...more

 
 
نظرات درباره این مطلب
 
 
نام
پست الکترونیک
نظر
 
CAPTCHA Image
Reload Image
 
مطالب مرتبط