Folyadékok és gázok mechanikája » Hideg víz forralása alacsony nyomáson

Média

Filmek

Jelenség leírása

Tegyünk a légszivattyú üvegbúrája alá egy kisméretű főzőpoharat, amely félig szobahőmérsékletű vizet tartalmaz. A vízben legyen egy folyadékos hőmérő is, melynek segítségével kívülről is leolvashatjuk a víz hőmérsékletét. Kapcsoljuk be a légszivattyút, és figyeljük meg a víz forrását a főzőpohárban. Ha a nyomás elegendően alacsonyra csökken, akkor a vízben buborékok jelennek meg, majd a további nyomáscsökkenés hatására a víz heves forrásba kezd. Egy-két perces forralás után a "forró víz" hőmérséklete néhány fokot csökken. A légszivattyú kikapcsolása után szinte azonnal abbamarad a forrás.

Összeállítás

Tegyünk a légszivattyú üvegbúrája alá egy kisméretű főzőpoharat, amely félig szobahőmérsékletű vizet tartalmaz. A vízben legyen egy folyadékos hőmérő is, melynek segítségével kívülről is leolvashatjuk a víz hőmérsékletét. Kapcsoljuk be a légszivattyút, és figyeljük meg a víz forrását a főzőpohárban.

Eszközök

kisméretű folyadékos hőmérő., kisméretű főzőpohár, Légszivattyú (üvegbúrával), víz

Magyarázat

127. Hideg víz forralása alacsony nyomáson

Tegyünk légszivattyú üvegburája alá egy vízzel telt poharat, amelyben egy hõmérõ segítségével folyamatosan mérhetjük a hõmérsékletet. Ha a levegõt kiszivattyúzzuk a bura alól, akkor megindul a víz forrása a pohárban. A hõmérõ jól mutatja, hogy a heves forrás akár szobahõmérsékleten is bekövetkezhet. Huzamosabb forralás esetén megfigyelhetjük, hogy a ,,forró víz' hõmérséklete lassan csökken.

Folyadékok forráspontja erõsen függ a nyomástól. Magasabb nyomáson a forráspont emelkedik, alacsonyabb nyomáson pedig süllyed. A tiszta víz forráspontja 1 atmoszféra (1,013 .105 Pa) légköri nyomás mellett 100 oC. Két atmoszféra nyomás esetén a forráspont már 120 oC, és ha a külsõ nyomás eléri a 15,5 atmoszférát, akkor a víz forráspontja 200 oC-ra növekszik. Ha a víz feletti nyomást csökkentjük, akkor a forráspont csökken. Például a Mount Everest magasságán, ahol egyharmad atmoszféra körüli a légnyomás, ott a víz már 70 oC-on forrni kezd. Ha a víz feletti térben (a légszivattyú burája alatt) a nyomást a normál légnyomás 2,3%-ára csökkentjük, akkor a víz forráspontja 20 oC-ra csökken.

A forrás akkor indul meg, amikor az adott hõmérséklethez tartozó telített gõz nyomása meghaladja a külsõ légnyomást. Ekkor ugyanis a folyadék belsejében stabil gõzbuborékok képzõdhetnek, melyeket nem roppant össze a külsõ nyomás, ilyenkor beindul a folyamatos forrás.

Ha a folyadék feletti térben nagyon alacsony a nyomás (ez következik be a jó minõségû légszivattyú esetében is), úgy az ekkora telített gõznyomáshoz tartozó hõmérséklet jelentõsen alacsonyabb lehet, mint a forrásban lévõ víz hõmérséklete. Tehát az egyensúlyi állapot eléréséhez a folyadéknak hûlni kell. A forrás viszont energiát igényel, és így esetünkben a forrásban lévõ víz saját magát hûti le, a forrást a víz a belsõ energiájának rovására csökkenti. Ha a légszivattyúban a víz feletti telített gõznyomás megfelel a víz aktuális hõmérsékletének, akkor a heves forrás abbamarad, és csak annyi buborék keletkezik, ami pótolja a légszivattyú által elszállított vízgõzt.

Megjegyezzük, hogy különlegesen alacsony nyomások esetén (ez következik be a ,,kriofór' nevû kísérleti eszközben), a víz addig forr, addig csökkenti saját belsõ energiáját, amíg meg nem fagy.


Szerzők

  • Baranyai Klára
  • Honyek Gyula

Forrás, irodalom, hivatkozás

  • Fizika, középiskolai tankönyvsorozat a Műszaki Kiadó gondozásában Szerzők: Gulyás János, Honyek Gyula, Markovits Tibor, Szalóki Dezső, Tomcsányi Péter, Varga Antal
  URI STRING  
/show/127/F-B-G
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
612,592 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0013
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0369
Total Execution Time  0.0383
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0006   INSERT INTO `sessions(`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('584aac36e0d8e703a87af49b7a11ce10''3.239.233.139''CCBot/2.0 (https://commoncrawl.org/faq/)'1610741049) 
0.0008   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM 
(`categories`) 
0.0061   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '127' 
0.0013   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywordsON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '127' 
0.0007   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categoriesON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '127' 
0.0004   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '127' 
0.0005   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '127' 
0.0008   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authorsON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '127' 
0.0011   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_typeON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mdaON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '127'