- Кипение
- Кипение - явление, обнаруживаемое жидкостями, когда во всей массе ихпроисходит образование пузырьков пара. Если же пар образуется только наповерхности жидкости, то происходит испарение; жидкий пар, находясь поддавлением окружающей жидкости, может появиться только тогда, когдадавление в этой точке жидкости не превышает упругости насыщенного парапри темп. жидкости. Поэтому, при данном давлении, К. данной жидкостинаблюдается при определенной температуре. Под именем температуры кипенияразумеют температуру К. под нормальным давлением атмосферы, равным 760мм. ртутного столба (В статье Сocтояния тел (три состояния) будутпомещены таблички, показывающие температуры плавления и кипения тел).Практически опыт редко осуществляется при этом условии, и потомуприходится находить искомую температуру К. при помощи поправки.Температура К. - характерный признак жидкости, а явление К. - весьмаупотребительный способ разделения жидкостей и испытания их чистоты. Мырассмотрим: 1) условия К., 2) нахождение температуры К., 3) К. смесей ирастворов, 4) зависимость между температурой К. и составом жидкости. 1) Условия К. При данной температуре на поверхности жидкостиустанавливается определенное давление ее пара, которое называетсяупругостью насыщенного пара. Образование пара наступает немедленно, еслиимеется свободная поверхность жидкости. Если же жидкость смачиваеттвердое тело, или, если дело идет о явлениях внутри жидкости, тожидкость можно при этих условиях нагреть до температуры высшей, чемтемпер. К., а самого К. не произойдет. Сверх внешнего давления в этомслучае нужно преодолеть еще силы сцепления и, потому, образование парапроисходит лишь при температуре более высокой. Этим обуславливаетсявозможность "перегревания" жидкостей, т. е. нагревание их вышетемпературы К., без К. В перегретом состоянии достаточно образоватьвнутри жидкости ничтожную свободную поверхность, чтобы вызватьобразование громадных количеств пара. К. происходит тогда взрывом, причем темпер. перегретой жидкости сразу падает до температуры К. Если несоблюдены особые условия, то К. должно неизбежно происходить толчкамипри резких колебаниях температуры жидкости. Такой вид К. представляетбольшую опасность для паровых котлов; вода, находящаяся в таких условияхК., называется сонной водой. "Перегревание" - нормальное явление дляжидкостей, а потому на практике колебания температуры внутри жидкости вовремя К. наблюдаются в большей или меньшей степени всегда. Чем ровнеекипит жидкость, тем эти колебания меньше. Чтобы достигнуть ровного К.,нужно, чтобы не только внешняя горизонтальная поверхность жидкости быласвободна, но чтобы подобные же условия имели место и в глубине, чтобытам жидкость соприкасалась с твердыми телами, напр. со стенками сосуда,не вполне их смачивая. В этом отношении громадное влияние оказываетспособность поверхностей твердых тел сгущать газы и упорно ихудерживать. Поверхности твердых тел всегда обладают такой оболочкойсгущенного воздуха, а потому и образование пузырьков газа наблюдается устенок сосуда, или у погруженной в жидкость палочки, или у плавающей вжидкости пылинки. По мере того, как К. продолжается, вместе с парамиуходит с поверхности твердых тел, соприкасающихся с жидкостью, сгущенныйгаз и происходит полное смачивание. Тогда наступают условияперегревания, и жидкость начинает кипеть толчками. Устранить это явлениеможно несколькими способами. Или во время К. во внутрь жидкостипропускают весьма слабый ток газа, или к жидкости прибавляют твердоготела, лежавшего на воздухе, в порошке (чаще всего прибавляют тальк, какминерал, мало поддающийся химическим действиям). Для той же целисмазывают стенки паровых котлов смолой. Тогда смола, медленноразлагаясь, от нагревания дает постоянно газы, обуславливающие ровное К.и, сверх того, препятствующие осаждению на стенках плотной накипи. 2) Нахождение температуры К. производится погружением термометра впары кипящей жидкости, а не в самую жидкость. Температура кипящей жидкости может, как указано выше, значительноколебаться и, сверх того, она изменяется с глубиной. Чем глубжеобразуются в жидкости пузырки пара, тем большему внешнему давлению ониподвержены и тем выше, следовательно, должна быть их температура, ибо кдавлению атмосферы на поверхности присоединяется вес столба жидкости.Выходя с поверхности жидкости, пар принимает температуру, отвечающуютемпературе насыщенного пара при давлении атмосферы, которое мынаблюдаем. Необходимо при этом только защитить термометр от лучистойтеплоты. Найденную таким образом температуру К. необходимо исправить,чтобы привести к нормальным условиям. Не всегда весь ртутный столбудается погрузить в пары; тогда вводится поправка термометра .Чтобызатем найти температуру К., отвечающую нормальному атмосферномудавлению, нужно знать, как изменяется упругость насыщенного пара стемпературой. Эти изменения различны у разных жидкостей. В среднем можнопринять, что изменение атмосферного давления на 26 мм. вызывает переменув температуре К. на один градус. К. смесей и растворов. перегонка. Если наблюдение температуры К.произведено правильно, то однородная жидкость показывает во все время К.одну и ту же, характерную температуру. Непостоянство температуры К. -верный признак присутствия в жидкости посторонних подмесей. Чтобыотделить эти подмеси, К. соединяют с сжижением пара и тогда операцияносит название перегонки. Пары кипящей жидкости вводят в холодильник истекающую из него жидкость разделяют на фракции с различной температуройК. Применяя "повторную перегонку", достигают выделения жидкостей с болееили менее постоянной температурой К. Достижение результата ускоряетсяприменением дефлегматоров - приборов, в которых часть пара сгущается вжидкость, стекающую обратно в кипятильник . Под явлением К. нужно различать два случая: К. неоднородной смеси иК. раствора. К. смеси двух жидкостей, нерастворяющихся друг в друге,представляет весьма интересные особенности. Температура К. остаетсяпостоянной, пока имеется смесь, и всегда ниже, чем температура К. каждойиз жидкостей в отдельности. Каждая из жидкостей образует насыщенный парс той же упругостью, как в отдельном состоянии, и К. начинается тогда,когда сумма упругостей насыщенных паров обеих жидкостей достигаетвеличины атмосферного давления. давление пара каждой из жидкостейоказывается, поэтому, меньше атмосферного и К. происходит, как подуменьшенным давлением. Этим пользуются часто, чтобы перегнать с водянымпаром при температуре ниже 100
Энциклопедия Брокгауза и Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон. 1890—1907.
