Concept d'embullition, types et exemples

La ébullition C'est le changement d'état ou de phase d'un liquide à l'état gazeux. Il se produit lorsqu'un liquide est chauffé jusqu'à ce qu'il atteigne son point d'ébullition: la température à laquelle la pression de vapeur du liquide est égale à la pression atmosphérique qui est exercée à la surface de la même.

En général, en bouillir une chaleur est fournie au fond du récipient contenant le liquide. Il commence la formation des bulles qui augmentent en volume à mesure qu'elles représentent la surface du liquide, car la pression sur eux diminue en augmentant.

Quand un liquide bouilla est dit qu'il a atteint son point d'ébullition. Source: Pixabay.

Lorsque le liquide chauffé est de l'eau, les bulles contiennent de la vapeur d'eau; c'est-à-dire qu'ils contiennent déjà l'eau dans un état gazeux. De plus, les bulles sont distribuées tout au long du volume liquide. La température d'ébullition de l'eau est d'environ 100 ºC, à une pression de 1 atm (760 mmHg).

Pour produire le changement de statut de la phase liquide en soda, il est nécessaire de fournir de l'énergie (enthalpie de vaporisation). Pendant que l'ébullition est produite, la température de l'eau reste constante en 100 ºC, car à mesure que les molécules d'eau liquides telles que la vapeur d'eau sont perdues.

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Types d'ébullition

Il existe deux principaux types d'ébullition: nucléé et flux de chaleur critique.

Dans l'ébullition nucléée, des bulles de petits volumes se forment dans différents sites du volume liquide.

La formation de bulles est observée après l'augmentation de la température

Pendant ce temps, dans l'ébullition du débit de chaleur critique se produit lorsque la surface où la chaleur est fournie pour gérer l'ébullition, elle est chauffée au-dessus d'une valeur de température critique, formant une couche de vapeur à la surface.

Point d'ébullition

Facteurs qui déterminent le point d'ébullition

Pression atmosphèrique

Une augmentation de la pression atmosphérique entraîne une élévation du point d'ébullition, car il est nécessaire d'augmenter la pression de la vapeur d'eau pour correspondre à la pression atmosphérique. Pour y parvenir, la température de l'eau doit être augmentée, ce qui rend les dépenses caloriques plus élevées nécessaires.

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Au contraire, en diminuant la pression atmosphérique, comme cela se produit dans une montagne de grande altitude sur le niveau de la mer, le point d'ébullition diminue, car une pression de vapeur plus petite est requise égale à la pression atmosphérique.

Forces intermoléculaires

Les molécules en solution ont plusieurs types d'interactions, notamment: la dispersion ou les forces de Londres, les forces dipol-dipolo et les ponts d'hydrogène. Plus l'ampleur de ces forces est grande, plus le point d'ébullition est grand.

L'énergie calorique est nécessaire pour briser l'interaction entre les molécules, afin qu'elles puissent avoir suffisamment d'énergie pour faire bouillir. Par exemple: l'éther métilal (c₂H₆O) a un point d'ébullition de 25 ºC, tandis que l'éther éthylique (c₄H_dixO) a un point d'ébullition de 78,5 ºC.

La différence entre les points d'ébullition, malgré des structures chimiques similaires, est expliquée parce que l'éther éthylique a une plus grande masse moléculaire; Les deux forment des ponts d'hydrogène, mais les forces dispersives en C₄H_dixOu sont plus forts que en c₂H₆SOIT.

Différence entre l'ébullition et l'évaporation

L'ébullition provient du fluide voisin de la source de chaleur, puis s'étendant tout au long du volume du liquide. Il est observé dans cette illustration:

Pendant ce temps, l'évaporation est un phénomène de surface liquide.

L'évaporation se produit lorsqu'une molécule liquide de l'interface air-liquide a suffisamment d'énergie pour surmonter la tension de surface exercée dessus; Donc son évasion du sein liquide est produite et passe à la phase gazeuse.

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L'évaporation peut se produire à n'importe quelle température, mais la possibilité de son occurrence augmente avec la température. L'image suivante montre l'évaporation de l'eau du sol:

Exemples d'ébullition

Stérilisation à la vapeur d'eau

Il se fait dans une équipe appelée Autoclave, qui a la capacité de générer des pressions élevées exercées par la vapeur d'eau incapable de s'échapper. Il produit également une augmentation du point d'ébullition de l'eau, ce qui permet d'atteindre des températures supérieures à 100 ºC.

Dans les matériaux d'autoclave sont stérilisés pour la culture des tissus, des matériaux chirurgicaux, des matériaux d'utilisation des laboratoires, des moyens de culture, etc. Les conditions utilisées pour la stérilisation des autoclave sont: 15 livres de pression, une température de 121 ºC et une durée de 15 minutes.

Cuisine alimentaire

La nourriture se réchauffe en les plaçant à l'intérieur de l'eau. Pendant ses températures de cuisson sont utilisées qui correspondent au point d'ébullition de l'eau (100 ºC). Les aliments sont chauffés, pendant le temps que l'expérience l'indique, pour atteindre des conditions optimales pour l'ingestion.

La nourriture chinoise utilise une bouillante minimale et une vapeur afin de préserver la couleur, la texture et le goût des aliments. Le type de cuisine connue sous le nom de Simmer utilise des températures sous le point d'ébullition. La cuisson des aliments est également utilisée en utilisant de la vapeur d'eau.

Cocotte minute

L'autocuiseur est utilisé dans la cuisson des aliments. Son fonctionnement est basé sur sa capacité à limiter l'échappement de la vapeur d'eau produite dans l'atmosphère, ce qui génère une augmentation de la pression interne.

L'augmentation de la pression exercée à la surface du liquide dans le pot, se traduit par une augmentation du point d'ébullition et de la plage de températures supérieures à 100 ° C. Cela réduit le temps de cuisson et, par conséquent, sauve l'utilisation de carburants.

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Dissipation de la chaleur

L'eau est bouillie sur des surfaces hydrophiles pour refroidir les réacteurs nucléaires et les dispositifs électroniques haute puissance, évitant ainsi la surchauffe. Pour atteindre l'ébullition et l'ébullition, l'eau doit prendre de la chaleur de son environnement et cela produit une diminution de la température de ce.

Détermination de la masse molaire du soluté

L'augmentation du point d'ébullition de l'eau est une propriété coligative; Et donc, en fonction de la concentration du soluté dissous. Le sachant, vous pouvez estimer la masse molaire du soluté. Cependant, il existe des méthodes plus précises, telles que: spectrométrie de masse, qui reste une méthode utile.

Industrie du sucre

Dans le raffinage du sucre de canne pour la production de sucre cristallin, le jus de canne est bouilli et la température qu'elle atteint dépend de la concentration de sucre.

L'élévation du point d'ébullition du jus de canne est une mesure de la concentration de sucre dans la solution. Il s'agit d'une information importante pour réaliser la cristallisation du sucre.

Les références

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