Weird Science

Woda wrząca w temperaturze pokojowej

Czym jest wrze­nie?

Chcąc opi­sać sło­wami fizyki czym jest wrze­nie musimy stwier­dzić, że jest to zja­wi­sko prze­miany cie­czy w gaz. Pod­czas wrze­nia pow­stają pęche­rzyki pary nasy­co­nej. Paro­wa­nie zacho­dzi w każdej tem­pe­ra­tu­rze, lecz jedy­nie w tem­pe­ra­tu­rze wrze­nia ciecz paruje w całej swo­jej objęto­ści. Wrze­nie wymaga dostar­cza­nia ener­gii do wrzącego ciała, dla­tego jest to przej­ściem fazo­wym pierw­szego rodzaju.

Należy pamiętać, że wrze­nie jest możl­iwe przy odpo­wied­nim ciśnie­niu w każdej tem­pe­ra­tu­rze, w której może ist­nieć ciecz. Jest to możl­iwe między punk­tem potrój­nym, a punk­tem kry­tycz­nym. Przy danym ciśnie­niu zew­nętrz­nym wrze­nie cie­czy zacho­dzi w okre­ślo­nej tem­pe­ra­tu­rze, zwa­nej tem­pe­ra­turą wrze­nia.

Wzrost ciśnie­nia zew­nętrz­nego powo­duje wzrost tem­pe­ra­tury wrze­nia, gdyż ciśnie­nie pary musi się zrów­nać z ciśnie­niem zew­nętrz­nym co wymaga pod­wyższe­nia tem­pe­ra­tury. Wynika to w pro­sty spo­sób z rów­na­nia Cla­pey­rona. Przy ciśnie­niu jed­nej atmos­fery fizycz­nej woda wrze w tem­pe­ra­tu­rze 100°C.

Tem­pe­ra­tura wrze­nia sil­nie zależy od ciśnie­nia. Przy ciśnie­niu niższym niż jedna atmos­fera fizyczna woda wrze w tem­pe­ra­tu­rze niższej niż 100°C. I wła­śnie ten fakt pozwoli nam na prze­pro­wa­dze­nie pro­stego, ale efek­tow­nego doświad­cze­nia.

Prak­tyka!

Potrze­bu­jemy jedy­nie nowej, szczel­nej strzy­kawki lekar­skiej. Możemy ją kupić po kil­ka­dzie­siąt gro­szy w każdej aptece. Do naszych celów naj­le­piej nadają się strzy­kawki o pojem­no­ści 5ml, ale mogą też być inne.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Wyko­na­nie doświad­cze­nia jest bar­dzo pro­ste. Do strzy­kawki należy nabrać nie­wielką ilość wody o tem­pe­ra­tu­rze poko­jo­wej. Wystar­czy 1 lub dwa mili­li­try. Przy­ci­ska­jąc tło­czek należy pozbyć się ze strzy­kawki wszel­kich widocz­nych pęche­rzy­ków powie­trza. Następ­nie należy zat­kać pal­cem otwór wyle­wowy strzy­kawki i z całych sił pociągnąć za tło­czek. Jeśli strzy­kawka jest szczelna to ciśnie­nie w jej wnętrzu obniży się na tyle, że woda zacz­nie wrzeć w tem­pe­ra­tu­rze poko­jo­wej, czego obja­wem są poja­wia­jące się w całej objęto­ści pęche­rzyki pary wod­nej.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Ilustracja:

Kliknij aby powiększyć

Z odpo­wied­niego rów­na­nia Cla­pey­rona zna­jąc tem­pe­ra­turę wody możemy wyli­czyć jak bar­dzo obni­żyło się ciśnie­nie wew­nątrz strzy­kawki.

Życzę miłej i pou­cza­jącej zabawy:)

Lite­ra­tura dodat­kowa:

Marek Ples

Aa