Кипение — процесс интенсивного парообразования, проходящий при определённой температуре - температуре кипения.
Все мы прекрасно знаем, что вода закипает при температуре 100˚С. Почему же жидкости закипают?
Всё дело в микропузырьках газа, которые находятся внутри жидкости. В ходе нагревания внутри этих пузырьков начинает накапливаться пар. С увеличением температуры количество пара внутри пузырьков растёт и пузырьки начинают увеличиваться.
В момент, когда давление внутри пузырька сравнивается с наружным давлением, пузырёк отрывается от стенки сосуда и поднимается вверх. На поверхности жидкости он лопается и выпускает накопленный пар во внешнюю среду (при этом выпущенный пар "уносит" с собой часть энергии, тем самым охлаждая жидкость). Таким образом кипение при постоянном давлении может происходить только при определённой температуре.
Если же мы увеличим интенсивность нагрева жидкости, то количество пузырьков увеличиться и кипение будет протекать более интенсивно, а значит пар будет "уносить" ещё большее количество энергии, тем самым мешая дальнейшему повышению температуры жидкости. В таком равновесном состоянии жидкость будет находиться вплоть до полного её выкипания.
Если простыми словами, то: как бы вы не увеличивали огонь под кастрюлей с водой (хоть пионерский костер под ней разложите), температура воды в кастрюле не увеличится, если она уже закипела. Эта температура (температура кипения) будет оставаться постоянной, а увеличится только скорость кипения.
А можно ли изменить температуру кипения?
Можно! Температура кипения напрямую зависит от внешнего давления. При понижении давления время насыщения пузырьков паром уменьшиться (потому что им нужно "накачаться" до меньшего давления), а это значит, что пузырьки начнут всплывать активнее и кипение будет происходить при более низкой температуре!
Как же вскипятить воду при комнатной температуре? Очень просто! Для этого нужно лишь понизить внешнее давление до 0,04 атмосферного. Жаль только, что чай в таком кипятке завариться не сможет.
С подобной проблемой сталкиваются альпинисты: на высоте 2 километров над уровнем моря, вода начинает закипать при температуре 95 ˚С, а на высоте 5 километров при температуре 83 ˚С. В таком кипятке приготовление пищи значительно затягивается, а варка некоторых продуктов становится в принципе невозможной.(еда приготавливается из-за высокой температуры, а не от кипения)
Объяснение опыта:
В данном случае, с специального насоса, из склянки с водой откачивается воздух. При этом давление внутри склянки падает. Чем ниже давление – тем заметнее становятся пузырьки внутри жидкости. Когда же давление уменьшается примерно до 0,04 атмосферного – жидкости внутри склянки закипает.
Это интересно:
А вы знали, что скороварки также работают благодаря связи температуры кипения жидкости с внешним давлением? В отличие от нашего опыта, в скороварках используется обратный принцип работы: давление внутри скороварки умышленно повышается, что приводит к увеличению температуры кипения. Таким образом пища готовиться гораздо быстрее, нежели при использовании привычных нам кастрюль.
Закипятить воду при комнатной температуре может каждый из вас в домашних условиях. Для этого достаточно налить в медицинский шприц немного воды и, заткнув пальцем выходное отверстие, оттянуть поршень. Давление в шприце понизится и образуются пузырьки по всему объему жидкости – вода закипела.
Решеник: Вспоминаем формулу силы трения Fтренич=M*N
N=Fтяжести=mg g - постоянная(Если тело на земле.)
N=Fтрения/M N=8/0,2 N=40Н
Теперь ищем массу... N=mg m=N/g m=40/10 m=4 кг
На тело действует сило тяги, причем оно равно 8Н, по первому закону Ньютона(Первый закон Ньютона : если на тело не действуют другие тела, то оно либо находится в состоянии покоя, либо движется равномерно => силы должны балансироваться(Сила трения и сила тяги лежат на одной прямой и направлены в разные стороны, значит их сумма равно 0, и реакция опоры и сила тяжести тоже равны))
k=F/Δl
k=1Н/0.05м=20Н/м