Физика кипение – Кипение жидкостей. Зависимость температуры кипения от давления | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Кипение | Физика

В отличие от испарения, которое происходит при любой температуре жидкости, другой вид парообразования — кипение — возможен лишь при совершенно определенной (при данном давлении) температуре — температуре кипения.

Пронаблюдаем это явление на опыте. Начнем нагревать воду в открытом стеклянном сосуде, периодически измеряя ее температуру. Через некоторое время мы увидим, как дно и стенки сосуда покроются пузырьками (рис. 82, а). Они образуются в результате расширения мельчайших пузырьков воздуха, существующих в углублениях и микротрещинах не полностью смачиваемых стенок сосуда.

По мере роста температуры интенсивность испарения воды внутрь этих пузырьков возрастает. Поэтому количество водяного пара, а вместе с ним и давление внутри пузырьков постепенно увеличиваются. При приближении температуры нижних слоев воды к 100 °С давление внутри пузырьков сравнивается с давлением, существующим вокруг них, после чего пузырьки начинают расширяться. С увеличением объема пузырьков растет и действующая на них выталкивающая (архимедова) сила. Под действием этой силы наиболее крупные пузырьки отрываются от стенок сосуда и поднимаются вверх. Если верхние слои воды еще не успели нагреться до 100 °С, то в такой (более холодной) воде часть водяного пара внутри пузырьков конденсируется и уходит в воду; пузырьки при этом сокращаются в размерах, и сила тяжести заставляет их снова опускаться вниз. Здесь они опять увеличиваются и вновь начинают всплывать вверх. Попеременное увеличение и уменьшение пузырьков внутри воды сопровождается возникновением в ней характерных звуковых волн: закипающая вода «шумит».

Процесс кипения воды

Когда вся вода прогреется до 100 °С, поднявшиеся наверх пузырьки уже не сокращаются в размерах, а лопаются на поверхности воды, выбрасывая пар наружу (рис. 82, б). Возникает характерное бульканье — вода кипит.

Кипением называется интенсивное парообразование, при котором внутри жидкости растут и поднимаются вверх пузырьки пара. Оно начинается после того, как давление внутри пузырьков сравнивается с давлением в. окружающей жидкости.

Во время кипения температура жидкости и пара над ней не меняется. Она сохраняется неизменной до тех пор, пока вся жидкость не выкипит.

Температура, при которой кипит жидкость, называется

температурой кипения.

Температура кипения зависит от давления, оказываемого на свободную поверхность жидкости. При увеличений этого давления рост и подъем пузырьков внутри жидкости начинается при большей температуре, при уменьшении давления — при меньшей температуре.

Температуру кипения различных веществ при нормальном атмосферном давлении можно найти в таблице 11.
Температура кипения различных веществ

Всем известно, что вода кипит при 100 °С. Но не следует забывать, что это справедливо лишь при нормальном атмосферном давлении (примерно 101 кПа). При увеличении давления температура кипения воды возрастает. Так, например, в кастрюлях-скороварках пищу варят под давлением около 200 кПа. Температура кипения воды при этом достигает 120 °С. В воде такой температуры процесс «варения» происходит значительно быстрее, чем в обычном кипятке. Этим и объясняется название «скороварка».

И наоборот, при понижении давления температура кипения воды становится меньше 100 °С. Например, в горных районах (на высоте 3 км, где давление атмосферы составляет 70 кПа) вода кипит при 90 °С. Поэтому жителям этих районов, использующим такой кипяток, требуется значительно больше времени для приготовления пищи, чем жителям равнин. А сварить в этом кипятке, например, куриное яйцо вообще невозможно, так как белок при температуре ниже 100 °С не сворачивается.

Уменьшение температуры кипения жидкости может играть и полезную роль. Так, например, при нормальном атмосферном давлении жидкий фреон кипит при температуре около 30 °С. При уменьшении же давления температуру кипения фреона можно сделать ниже 0 °С. Это используется в испарителе холодильника. Благодаря работе компрессора в нем создается пониженное давление, и фреон начинает превращаться в пар, отнимая теплоту от стенок камеры. Благодаря этому и происходит понижение температуры внутри холодильника.

Из таблицы 11 видно, насколько сильно могут отличаться температуры кипения различных веществ при одном и том же атмосферном давлении. Например, жидкий кислород кипит при –183 °С, а железо — при 2750 °С.

Различие в температурах кипения разных веществ находит широкое применение в технике, например в процессе перегонки нефти. При нагревании нефти до 360 °С та ее часть (мазут), которая имеет большую температуру кипения, остается в ней, а те ее части, у которых температура кипения ниже 360 °С, испаряются. Из образовавшегося пара получают бензин и некоторые другие виды топлива.

1. Что такое кипение? 2. Почему закипающая вода «шумит»? 3. Становится ли жидкость горячее в процессе кипения? 4. Где кипящая вода горячее: на уровне моря, на вершине горы или в глубокой шахте? 5. На чем основан принцип действия кастрюли-скороварки? 6. Используя рисунок 83, объясните, как можно заставить кипеть воду при обычной комнатной температуре. 7. За счет чего происходит понижение температуры внутри холодильника?

Экспериментальное задание. Возьмите большую кастрюлю с водой. Поместите в нее маленькую кастрюлю (тоже с водой) так, чтобы она плавала, не касаясь дна большой кастрюли. Поставьте их на плиту и начните нагревать. Что будет с водой в маленькой кастрюле, когда в большой кастрюле она будет кипеть? Почему? Бросьте в большую кастрюлю горсть соли. Что после этого произойдет с водой в маленькой кастрюле? Объясните наблюдаемое явление. Что можно сказать о температуре кипения соленой воды?

Температура кипения при низком давлении

Кипение

Давайте рассмотрим второй всем известный способ образования пара – кипение. Продемонстрируем это явление на опыте. Возьмем открытый стеклянный сосуд с водой и будем его нагревать, измеряя при этом его температуру. При повышении температуры воды, ее испарение усиливается, а в некоторых случаях можно увидеть даже туман. Во время охлаждения, водяной пар в воздухе конденсируется, образуя при этом маленькие капельки (сам пар невозможно увидеть).

Если и дальше увеличивать температуру мы сможем увидеть появление небольших пузырьков на воде. Их размеры будут постепенно увеличиваться. Мы видим растворенные пузырьки воздуха, содержащиеся в воде. Во время нагревания, излишки воздуха выделяются из воды в виде пузырьков. Они содержат насыщенный водяной пар, потому что вода испаряется внутрь этих пузырьков воздуха.

Чем дольше мы нагреваем воду, тем крупнее и многочисленнее становятся пузырьки. С их ростом (пузырьков) увеличивается и сила Архимеда, выталкивающая сила, а затем они всплывают наружу. Обычно мы слышим шум, который предшествует кипению. Во время определенной температуры объем пузырьков, которые приближаются к поверхности жидкости, резко возрастает. При выходе на поверхность они лопаются, и насыщенный в них пар выходит наружу – вода кипит.Кипение

Кипением называется интенсивный переход жидкости в пар, во время которого начинается образование пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре. Не стоит забывать, что у разных жидкостей разная температура кипения. В отличие от процесса испарения, который может происходить при любой температуре, кипение в состоянии происходить только при определенной температуре, которая постоянна для каждой жидкости. Таким образом, к примеру, при парке пищи необходимо уменьшать огонь после вскипания воды. Можно сэкономить топливо, в то же время оставив температуру воды постоянной.

Температуру, во время которой жидкость вскипает, называют температурой кипения.

При кипении температура жидкости остается постоянной. Когда давление увеличивается, повышается и температура кипения жидкости (и наоборот). Выяснено, что давление воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Таким образом, температура кипения жидкости с увеличением высоты также уменьшается.

Некоторые вещества, которые при обычных условиях пребывают в газообразном состоянии, при достаточно низкой температуре превращаются в жидкости, вскипающие при очень низкой температуре. Возьмем, к примеру, жидкий кислород, который при атмосферном давлении кипит при температуре – 183° С. Вещества, которые мы можем видеть в обычных условиях в твердом состоянии, при плавлении превращаются в жидкость, вскипающую при очень высокой температуре. Возьмем, к примеру, медь, которая кипит при 2567° С, или железо – при 2750° С.Кипение2

Возможен ли процесс кипения в холодной воде? Если создать определенные условия то да. Проведем опыт. Вскипятим воду и нальем ее в колбу, закрыв ее сверху крышкой. Приступим к ее охлаждению путем полива холодной водой из крана. Удивительно, но на протяжении всего того времени, что мы будем ее поливать, вода внутри колбы будет продолжать кипеть. Спустя некоторое время, колба остынет настолько, что ее будет можно держать голыми руками, но вода в ней все еще будет кипеть, если мы продолжим поливать ее холодной водой. Процесс кипения происходит за счет того, что в колбе практически нет воздуха – его вытеснил пар. Во время того, как мы поливаем колбу холодной водой, пар охлаждается и конденсируется. Таким образом, в колбе образуется вакуум, пространство, которое разряжено. Давление воды, а также то давление, которое над водой понижается. Создаются подходящие условия для кипения, (образования пузырей с паром внутри воды).

Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.
Первый урок – бесплатно!

Зарегистрироваться

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Кипение жидкости | Физика

Кипение — это интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырь­ков пара по всему объему жидкости при определенной температуре.

В отличие от испарения, которое происходит при любой температуре жидкости, другой вид парообразования — кипение — возможен лишь при совершенно определенной (при данном давле­нии) температуре — температуре кипения.

При нагревании воды в открытом стеклянном сосуде можно увидеть, что по мере увеличения температуры стенки и дно сосуда покрываются мелкими пузырьками. Они образуются в результа­те расширения мельчайших пузырьков воздуха, которые существуют в углублениях и микротре­щинах не полностью смачиваемых стенок сосуда.

Пары жидкости, которые находятся внутри пузырьков, являются насыщенными. С ростом тем­пературы давление насыщенных паров возрастает, и пузырьки увеличиваются в размерах. С уве­личением объема пузырьков растет и действующая на них выталкивающая (архимедова) сила. Под действием этой силы наиболее крупные пузырьки отрываются от стенок сосуда и поднимаются вверх. Если верхние слои воды еще не успели нагреться до 100 °С, то в такой (более холодной) воде часть водяного пара внутри пузырьков конденсируется и уходит в воду; пузырьки при этом сокращаются в размерах, и сила тяжести заставляет их снова опускаться вниз. Здесь они опять увеличиваются и вновь начинают всплывать вверх. Попеременное увеличение и уменьшение пузырьков внутри во­ды сопровождается возникновением в ней характерных звуковых волн: закипающая вода шумит.

Когда вся вода прогреется до 100 °С, поднявшиеся вверх пузырьки уже не сокращаются в раз­мерах, а лопаются на поверхности воды, выбрасывая пар наружу. Возникает характерное булька­ние — вода кипит.

Кипение начинается после того, как давление насыщенного пара внутри пузырьков сравнива­ется с давлением в окружающей жидкости.

Во время кипения температура жидкости и пара над ней не меняется. Она сохраняется неиз­менной до тех пор, пока вся жидкость не выкипит. Это происходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия уходит на превращение ее в пар.

Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.

Температура кипения зависит от давления, оказываемого на свободную поверхность жидкос­ти. Это объясняется зависимостью давления насыщенного пара от температуры. Пузырек пара растет, пока давление насыщенного пара внутри него немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из внешнего давления и гидростатического давления столба жидкости.

Чем больше внешнее давление, тем больше температура кипения.

Всем известно, что вода кипит при температуре 100 °С. Но не следует забывать, что это спра­ведливо лишь при нормальном атмосферном давлении (примерно 101 кПа). При увеличении дав­ления температура кипения воды возрастает. Так, например, в кастрюлях-скороварках пищу ва­рят под давлением около 200 кПа. Температура кипения воды при этом достигает 120 °С. В воде такой температуры процесс варки происходит значительно быстрее, чем в обычном кипятке. Этим и объясняется название «скороварка».

И наоборот, уменьшая внешнее давление, мы тем самым понижаем температуру кипения. Напри­мер, в горных районах (на высоте 3 км, где давление составляет 70 кПа) вода кипит при температуре 90°С. Поэтому жителям этих районов, использующим такой кипяток, требуется значительно больше времени для приготовления пищи, чем жителям равнин. А сварить в этом кипятке, например, кури­ное яйцо вообще невозможно, так как при температуре ниже 100 °С белок не сворачивается.

У каждой жидкости своя температура кипения, которая зависит от давления насыщенного пара. Чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения соответствующей жидкости, т. к. при меньших температурах давление насыщенного пара становится равным атмосферному. Например, при температуре кипения 100 °С давление насыщенных паров воды равно 101 325 Па (760 мм рт. ст.), а паров ртути — всего лишь 117 Па (0,88 мм рт. ст.). Кипит ртуть при 357°С при нормальном давлении.

Физика. Конспект. Кипение | 8 класс РФ

Конспект по физике для 8 класса «Кипение». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое кипение. Что такое температура кипения. От чего зависит температура кипения.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Кипение

Существует два способа парообразования: испарение и кипение. Процесс испарения был рассмотрен в предыдущем параграфе. Теперь остановимся на процессе кипения.

КИПЕНИЕ ВОДЫ

Рассмотрим, как изменяется температура воды в процессе её нагревания в открытом прозрачном сосуде, и проследим за изменением состояния воды в сосуде.

На начальном этапе по мере увеличения температуры усиливается испарение воды. Иногда можно увидеть лёгкий туман над поверхностью воды. Этот туман состоит из мельчайших капелек воды, образовавшихся в воздухе над сосудом благодаря конденсации.

При дальнейшем нагревании мы заметим, что на дне и стенках сосуда появляются маленькие пузырьки. Это пузырьки воздуха, который всегда растворён в воде. При нагревании излишек воздуха выделяется из воды в виде пузырьков.

По мере нагревания вода начинает испаряться не только с поверхности жидкости, но и внутри пузырьков, образуя насыщенный пар. Давление внутри пузырьков воздуха возрастает, и пузырьки увеличиваются в объёме.

С увеличением размеров пузырьков возрастает и архимедова сила, выталкивающая их из воды. Пузырьки отрываются от дна и стенок сосуда и поднимаются вверх.

Пока вся вода не прогрелась, в верхних, более холодных её слоях часть водяного пара внутри пузырьков конденсируется и превращается в воду. При этом давление внутри пузырьков уменьшается, что приводит к их сжатию вплоть до полного исчезновения.

Процессы быстрого роста и схлопывания всё новых пузырьков сопровождаются характерным шумом, обычно предшествующим кипению.

Когда же вода прогревается во всём сосуде, те пузырьки, которые поднимаются к поверхности жидкости, уже не сжимаются, а, наоборот, продолжают расширяться. Достигнув поверхности жидкости, пузырьки лопаются, и пар выходит наружу. Возникает характерное бульканье — вода кипит.

Кипение — это интенсивное парообразование, происходящее по всему объёму жидкости при определённой температуре.

ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ

В отличие от испарения, которое происходит при любой температуре, кипение жидкости происходит при определённой температуре.

Температура, при которой жидкость кипит, называют температурой кипения. Во время кипения температура жидкости не меняется.

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ

Температура кипения зависит от атмосферного давления. Очевидно, что, для того чтобы в процессе кипения пузырьки не исчезали, давление внутри их должно быть равно атмосферному давлению. Но давление насыщенного пара существенно зависит от температуры. Поэтому при повышении атмосферного давления температура кипения увеличивается, а при понижении — уменьшается. При подъёме в горы атмосферное давление уменьшается, поэтому понижается температура кипения воды (приблизительно на 1 °С на каждые 300 м высоты). Так, на высоте 7000 м давление составляет примерно 400 гПа и температура кипения воды понижается до 70 °С.

ОПЫТ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЙ ЗАВИСИМОСТЬ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ ВОДЫ ОТ ДАВЛЕНИЯ

Установим на штативе закрытую колбу с водой. При помощи горелки доведём воду в колбе до кипения. При выключении горелки кипение воды в колбе прекращается. Теперь при выключенной горелке перевернём колбу и положим сверху кусок льда. Вода в колбе снова закипает.

Что же произошло? Почему вода закипела?

Когда мы перевернули колбу и положили сверху лёд, мы тем самым понизили температуру воздуха внутри колбы. Как известно, при понижении температуры молекулы газа движутся медленнее, тем самым оказывая меньшее давление на стенки сосуда, а с понижением давления температура кипения понижается. Если при нормальных условиях вода кипела при 100 °С, то при понижении давления нам достаточно нагреть воду до более низкой температуры.

В нашем случае вода после выключения горелки перестала кипеть, так как успела немного остыть, но этой температуры было достаточно, чтобы вода вновь закипела при пониженном давлении.


Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Кипение».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Кипение

5 (100%) 1 vote[s]

Просмотров: 886

Кипение. Температура кипения. Удельная теплота парообразования. Физика, 8 класс: уроки, тесты, задания.

1. Определение процесса

Сложность: лёгкое

1
2. Температура кипения жидкостей

Сложность: среднее

1
3. Рассчитай количество теплоты

Сложность: лёгкое

1
4. Рассчитай массу

Сложность: среднее

1
5. Задача на два процесса

Сложность: среднее

1
6. Сравни количество теплоты разных веществ

Сложность: среднее

2
7. Определи плотность вещества, выделившегося в процессе парообразования

Сложность: среднее

1
8. Несколько процессов

Сложность: сложное

1
9. Задача на КПД

Сложность: сложное

3

Физика 8 класс. Кипение. Удельная теплота парообразования :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. КИПЕНИЕ

Кипение - это интенсивное парообразование, которое происходит при нагревании жидкости не только с поверхности, но и внутри неё.

Кипение происходит с поглощением теплоты.
Большая часть подводимой теплоты расходуется на разрыв связей между частицами вещества,
остальная часть - на работу, совершаемую при расширении пара.
В результате энергия взаимодействия между частицами пара становится больше, чем между частицами жидкости, поэтому внутренняя энергия пара больше, чем внутренняя энергия жидкости при той же температуре.
Количество теплоты, необходимое для перевода жидкости в пар в процессе кипения можно расчитать
по формуле:

.
где m - масса жидкости (кг),
L - удельная теплота парообразования.

Удельная теплота парообразования показывает, какое количество теплоты необходимо, чтобы превратитъ в пар 1 кг данного вещества при температуре кипения. Единица удельной теплоты парообразования в системе СИ:
[ L ] = 1 Дж/ кг
С ростом давления температура кипения жидкости повышается, а удельная теплота парообразования уменьшается и наоборот.

Во время кипения температура жидкости не меняется..
Температура кипения зависит от давления, оказываемого на жидкость.
Каждое вещество при одном и том же давлении имеет свою температуру кипения.
При увеличением атмосферного давления кипение начинается при более высокой температуре, при уменьшении давления - наоборот..
Так, например, вода кипит при 100 °С лишь при нормальном атмосферном давлении.

ЧТО ЖЕ ПРОИСХОДИТ
ВНУТРИ ЖИДКОСТИ ПРИ КИПЕНИИ ?

Кипение представляет собой переход жидкости в пар с непрерывным образованием и ростом в жидкости пузырьков пара, внутрь которых происходит испарение жидкости. В начале нагревания вода насыщена воздухом и имеет комнатную температуру. При нагревании воды, растворенный в ней газ выделяется на дне и стенках сосуда, образуя воздушные пузырьки. Они начинают появляться задолго до кипения.

Устали? - Отдыхаем!

Кипение жидкости

Определение 1

Кипение представляет процесс, при котором наблюдается интенсивное парообразование, осуществляемое непосредственно в жидкости не только на ее свободной поверхности, но и внутри структуры. В объеме жидкости при этом возникают границы разделения фаз в виде появляющихся на стенках сосуда пузырьков, содержащих насыщенный пар и воздух.

Кипение, наряду с испарением, представляет один из способов парообразования, но, в отличие от него. Его возникновение становится возможным исключительно при наличии определенной температуры и давления.

Определение кипения и стадии кипения воды

Итак, кипение, представляя собой физический процесс, характеризуется наличием пузырьков из воздуха и пара. При этом важным показателем является температура кипения. Скорость формирования пара зависит от давления, которое должно быть постоянным.

Рисунок 1. Процесс кипения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Таким образом, в качестве основной характеристики жидких химических веществ выступает не только температура кипения, но и нормальное атмосферное давление. В то же время, на процесс кипения также могут оказать непосредственное воздействие следующие факторы: интенсивность звуковых волн и ионизация воздуха.

Непосредственное образование пара происходит в момент процесса нагревания жидкости. Кипение предполагает наличие четырех стадий, которым подвергается жидкость:

  1. На дне сосуда (равно как и на его стенках) начинается образование небольших пузырьков. Это является следствием содержания в трещинах материала емкости воздуха, способного к расширению под влиянием высоких температур.
  2. Пузырьки начинают расти в объеме, следствием чего становится их прорыв на поверхность воды. В случае не достижения верхним слоем жидкости температуры кипения, полости опустятся на дно, а затем снова начинают устремляться вверх. Данный процесс провоцирует образование звуковых волн, которые шумят в момент кипения воды.
  3. На поверхность начинает выплывать максимальное количество пузырьков, из-за чего вода становится мутной. Далее она бледнее. Благодаря визуальному эффекту данная стадия получила название «белого ключа».
  4. интенсивное бурление, которое сопровождается образованием больших пузырей, которые быстро лопаются. Этот процесс сопровождается появлением брызг, а также интенсивным образованием пара.

Удельная теплота парообразования

Определение 2

Удельная теплота парообразования представляет физическую величину, задачей которой является определение количества теплоты. Она способствует обращению жидкого вещества в пар. С целью расчета данного параметра, требуется разделить показатель теплоты испарения на массу.

Рисунок 2. Удельная теплота парообразования. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Показатель удельной теплоты образования измеряется в лабораторных условиях путем проведения соответствующих экспериментов. Они включают в себя следующие действия:

  • отмерить требуемое количество жидкости, которое далее следует перелить в калориметр;
  • провести первоначальный замер температуры воды;
  • горелку установить колбу с заранее помещенным в нее исследуемым веществом;
  • выделяемый исследуемым веществом пар запустить в калориметр;
  • произвести повторный замер температуры воды;
  • калориметр подвергнуть взвешиванию для вычисления массы сконденсированного пара.

Режимы кипения жидкости

Различают следующие режимы, при которых происходит непосредственное кипение жидкости: кипение на твердой поверхности теплообмена (к ней извне подводится теплота), кипение в объеме жидкости.

При кипении на твердой поверхности формирование паровой фазы будет осуществляться в отдельных местах данной поверхности. В случае объемного кипения, возникновение паровой фазы будет происходить в самопроизвольном порядке (то есть, спонтанным образом) непосредственно в жидкости в форме отдельных паровых пузырьков.

Рисунок 3. Явление превращения жидкости в пар. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Объемное кипение становится возможным исключительно в случае более значительного перегрева жидкой фазы относительно температуры насыщения (при данном давлении), сравнительно с кипением на твердой поверхности. Значительный перегрев возможен, например, если давление будет быстро сброшено в системе. Объемное кипение становится возможным, в свою очередь, при условии присутствия в жидкости внутренних источников тепла.

В современной энергетике зачастую можно встретить процессы кипения на твердых поверхностях нагрева (например, стенки каналов, поверхности труб и пр.).

Замечание 1

При пузырьковом кипении механизм теплового обмена будет отличным от механизма теплоотдачи в условиях конвекции однофазной жидкости. Отличие при этом будет заключаться в наличии дополнительного переноса теплоты и массы вещества посредством паровых пузырьков из пограничного слоя непосредственно в объем кипящей жидкости. Это провоцирует высокую интенсивность теплоотдачи в процессе кипения, сравнительно с конвекцией однофазной жидкости.

Рисунок 4. Коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Для того, чтобы возник процесс кипения, потребуется соблюдение двух условий: наличие факта перегрева жидкости в отношении температуры насыщения и присутствие центров парообразования.

Перегрев жидкости будет максимальным непосредственно у обогреваемой поверхности теплообмена, на которой также будут находиться центры парообразования (неровности стенки, пузырьки воздуха, пылинки и пр.) Образование пузырьков пара по этой причине осуществляется непосредственно на поверхности теплообмена.

В процессе пленочного кипения насыщенной жидкости происходит расход теплового потока не только на испарение, но также и на перегрев пара в пленке. В случае пленочного кипения недогретой жидкости, будет фиксироваться передача части теплоты в объем жидкости за счет конвекции.

Интенсивность теплоотдачи в процессе пленочного кипения оказывается существенно меньше, если сравнивать с пузырьковым. Пленочное кипение наблюдается:

  • в момент закалки закалке металлов в жидкой среде;
  • в перегонных аппаратах быстрого действия;
  • в момент кипения криогенных жидкостей;
  • в процессе охлаждения ракетных двигателей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *