Кипение

Кипение. Если повышать температуру жидкости, находящейся под постоянным давлением, то при некоторой t° начинается внутри жидкости образование большого количества пузырьков пара, которые поднимаются кверху и, прорывая поверхность жидкости, смешиваются с газом, находящимся над свободной поверхностью ее. Движение пузырей пара приводит   всю жидкость в весьма характерное волнение. Это явление называется кипение. Опыт показывает, что все время, пока жидкость кипит, t° паров, выделяющихся из нее, остается постоянной (если не изменяется давление, под которым она находится). Эта t° собственно и называется температурой кипения. В следующей табличке показаны (в градусах Цельсия) t° кипения (иначе — «точки кипения») для нескольких жидкостей под давлением в 1 атмосферу:

Жидкий гелий — 268°,7

Жидкий водород   — 252°,6

Жидкий кислород   — 182°,8

Жидкий хлор — 33°,6

Этилированный эфир + 34°,6

Этилированный алкоголь  + 78°,4

Вода + 100°

Ртуть + 357°

Цинк + 980°

Железо +2450°

Температура кипения зависит от величины давления, под которым находится жидкость: по мере увеличения давления повышается t° кипения; при уменьшении давления она понижается. Поэтому, например, на вершине Монблана вода кипит при 84°. В следующей табличке показаны t° кипения воды при различных давлениях р, причем до t=100° давления выражены в миллиметрах ртутного столба, а далее — в атмосферах.

0° = 4,579 мм рт. ст.

10 = 9,210

20 = 17,539

30 = 31,834

40 = 55,34

60 = 149,46

80 = 355,47

100 = 760

120° = 1,484 атм.

140  = 2,694

160 = 6,096

200 = 11,625

250 = 29,73

300 = 67,62

350 = 126,92

Что касается t° самой кипящей жидкости, то она вообще отличается от t° паров и зависит от материала сосуда, в котором она заключается, а также от содержания в ней растворенных газов. Найдено, что в стеклянном сосуде, тщательно вычищенном серной кислотой и затем промытом водой, кипящая вода имеет t° на 6° выше, чем в сосуде металлическом. Еще большее значение имеет присутствие или отсутствие воздуха или другого газа в жидкости: вода, весьма тщательно освобожденная от воздуха, может быть нагрета почти до 200° без того, чтобы началось кипение; была даже высказала мысль, что абсолютно чистая вода вообще не может кипеть. Это обстоятельство надо объяснять тем, что пузырьки пара для своего зарождения внутри жидкости нуждаются в присутствии каких-нибудь полостей или каверн. Если в жидкость, лишенную подобных каверн и перегретую выше t° кипения, ввести малейший пузырек воздуха, то в этом месте немедленно образуется огромное количество пузырей пара: жидкость закипает. При этом введенный пузырек уменьшается, хотя и очень медленно: найдено, что 1 куб. миллиметр воздуха может поддерживать кипение в течение 24 часов, причем, около него образуется до полумиллиона пузырей пара, объемом в 65 куб. мм  каждый. Для поддержания кипения необходимо все время подводить к кипящей жидкости тепловую энергию: если жидкость кипит при низкой t° (как сгущенные газы), то необходимая теплота притекает сама из окружающей, более теплой среды; в противном случае приходится жидкость, подогревать каким-нибудь источником тепла. Затрачиваемая теплота называется скрытой теплотой кипения: она тратится на преодоление сил сцепления между молекулами жидкости при обращении ее в (гораздо менее плотный) пар. В следующей табличке показана (в калориях) теплота кипения для 1 грамма различных жидкостей, кипящих под давлением в 1 атмосферу.

Кислород – 51

Хлор – 62

Ртуть – 67

Этиловый эфир – 84,5

Этилированный алкоголь – 201,5

Вода – 536.

А. Бачинский.