Ebulição é o processo de alteração do estado agregado de uma substância. Quando falamos de água, queremos dizer a mudança de líquido para vapor. É importante notar que a ebulição não é a evaporação, que pode ocorrer mesmo à temperatura ambiente. Além disso, não confunda com a fervura, que é o processo de aquecimento da água a uma determinada temperatura. Agora que entendemos os conceitos, podemos determinar a que temperatura a água ferve.
Processo
O processo de transformação do estado de agregação de líquido para gasoso é complexo. E embora as pessoas não vejam, existem 4 etapas:
- No primeiro estágio, pequenas bolhas se formam no fundo do recipiente aquecido. Eles também podem ser vistos nas laterais ou na superfície da água. Eles são formados devido à expansão de bolhas de ar,que são sempre encontrados nas fendas do recipiente onde a água é aquecida.
- No segundo estágio, o volume das bolhas aumenta. Todos eles começam a correr para a superfície, pois dentro deles há vapor saturado, que é mais leve que a água. Com o aumento da temperatura de aquecimento, a pressão das bolhas aumenta e elas são empurradas para a superfície devido à conhecida força de Arquimedes. O som borbulhante característico pode ser ouvido à medida que as bolhas se expandem e encolhem continuamente.
- No terceiro estágio, um grande número de bolhas pode ser visto na superfície. Isso inicialmente cria nebulosidade na água. Esse processo é popularmente chamado de "ferver a tecla branca" e dura pouco tempo.
- No quarto estágio, a água ferve intensamente, grandes bolhas estourando aparecem na superfície, é possível respingar. Na maioria das vezes, os respingos significam que o líquido atingiu sua temperatura máxima. O vapor começará a sair da água.
Sabe-se que a água ferve a uma temperatura de 100 graus, o que só é possível no quarto estágio.
Temperatura do vapor
Vapor é um dos estados da água. Quando entra no ar, então, como outros gases, exerce uma certa pressão sobre ele. Durante a vaporização, a temperatura do vapor e da água permanece constante até que todo o líquido mude seu estado de agregação. Esse fenômeno pode ser explicado pelo fato de que, ao ferver, toda a energia é gasta na conversão da água em vapor.
No início da fervura, umvapor saturado, que após a evaporação de todo o líquido fica seco. Se sua temperatura começar a exceder a temperatura da água, esse vapor será superaquecido e, em termos de suas características, estará mais próximo do gás.
Água salgada fervente
É interessante saber a que temperatura a água com alto teor de sal ferve. Sabe-se que deve ser maior devido ao teor de íons Na+ e Cl- na composição, que ocupam uma área entre as moléculas de água. Esta composição química da água com sal difere do líquido fresco usual.
O fato é que na água salgada há uma reação de hidratação - o processo de anexar moléculas de água a íons de sal. A ligação entre as moléculas de água doce é mais fraca do que as formadas durante a hidratação, portanto, a ebulição do líquido com sal dissolvido levará mais tempo. À medida que a temperatura aumenta, as moléculas na água contendo sal se movem mais rapidamente, mas há menos delas, razão pela qual as colisões entre elas ocorrem com menos frequência. Como resultado, menos vapor é produzido e sua pressão é, portanto, menor do que a altura de vapor da água doce. Portanto, mais energia (temperatura) é necessária para a vaporização total. Em média, para ferver um litro de água contendo 60 gramas de sal, é necessário aumentar o ponto de ebulição da água em 10% (ou seja, em 10°C).
Dependências da ebulição da pressão
Sabe-se que nas montanhas, independente da composição química da água, o ponto de ebulição será menor. Isso se deve ao fato de que a pressão atmosférica na altitudeabaixo de. A pressão normal é considerada 101,325 kPa. Com ele, o ponto de ebulição da água é de 100 graus Celsius. Mas se você subir uma montanha, onde a pressão é em média 40 kPa, então a água ferverá lá a 75,88 C. Mas isso não significa que cozinhar nas montanhas demore quase metade do tempo. Para o tratamento térmico dos produtos, é necessária uma certa temperatura.
Acredita-se que a uma altitude de 500 metros acima do nível do mar, a água ferverá a 98,3°C, e a uma altitude de 3000 metros o ponto de ebulição será de 90°C.
Observe que esta lei também funciona na direção oposta. Se um líquido é colocado em um frasco fechado através do qual o vapor não pode passar, então, à medida que a temperatura aumenta e o vapor é formado, a pressão nesse frasco aumentará e a ebulição a pressão elevada ocorrerá a uma temperatura mais alta. Por exemplo, a uma pressão de 490,3 kPa, o ponto de ebulição da água será 151 C.
Água destilada fervente
Água destilada é água purificada sem impurezas. É frequentemente usado para fins médicos ou técnicos. Dado que não há impurezas nessa água, ela não é usada para cozinhar. É interessante notar que a água destilada ferve mais rápido que a água doce comum, mas o ponto de ebulição permanece o mesmo - 100 graus. No entanto, a diferença no tempo de ebulição será mínima - apenas uma fração de segundo.
Em um bule
Muitas vezes as pessoas se perguntama que temperatura a água ferve na chaleira, pois são esses dispositivos que eles usam para ferver o líquido. Levando em consideração o fato de que a pressão atmosférica no apartamento é igual à padrão, e a água usada não contém sais e outras impurezas que não deveriam estar lá, o ponto de ebulição também será padrão - 100 graus. Mas se a água contiver sal, então o ponto de ebulição, como já sabemos, será maior.
Conclusão
Agora você sabe a que temperatura a água ferve e como a pressão atmosférica e a composição do líquido afetam esse processo. Não há nada complicado nisso, e as crianças recebem essas informações na escola. A principal coisa a lembrar é que, à medida que a pressão diminui, o ponto de ebulição do líquido também diminui e, à medida que aumenta, também aumenta.
Na Internet você pode encontrar muitas tabelas diferentes que indicam a dependência do ponto de ebulição de um líquido da pressão atmosférica. Eles estão disponíveis para todos e são usados ativamente por crianças em idade escolar, alunos e até mesmo professores em institutos.
