L'ébullition est le processus de modification de l'état global d'une substance. Quand on parle d'eau, on entend le passage du liquide à la vapeur. Il est important de noter que l'ébullition n'est pas une évaporation, qui peut se produire même à température ambiante. Aussi, ne confondez pas avec l'ébullition, qui est le processus de chauffage de l'eau à une certaine température. Maintenant que nous comprenons les concepts, nous pouvons déterminer à quelle température l'eau bout.
Processus
Le processus de transformation de l'état d'agrégation de liquide à gazeux est complexe. Et bien que les gens ne le voient pas, il y a 4 étapes:
- Dans la première étape, de petites bulles se forment au fond du récipient chauffé. On peut aussi les voir sur les côtés ou à la surface de l'eau. Ils se forment en raison de l'expansion des bulles d'air,qui se trouvent toujours dans les fissures du récipient où l'eau est chauffée.
- Au deuxième stade, le volume des bulles augmente. Tous commencent à remonter à la surface, car à l'intérieur d'eux se trouve de la vapeur saturée, plus légère que l'eau. Avec une augmentation de la température de chauffage, la pression des bulles augmente et elles sont poussées à la surface en raison de la force d'Archimède bien connue. Le bruit de bouillonnement caractéristique peut être entendu lorsque les bulles se dilatent et se rétrécissent continuellement.
- Dans la troisième étape, un grand nombre de bulles sont visibles à la surface. Cela crée initialement une turbidité dans l'eau. Ce processus est communément appelé "faire bouillir la clé blanche", et il dure une courte période de temps.
- Au quatrième stade, l'eau bout intensément, de grosses bulles éclatantes apparaissent à la surface, des éclaboussures sont possibles. Le plus souvent, les éclaboussures signifient que le liquide a atteint sa température maximale. De la vapeur commencera à sortir de l'eau.
On sait que l'eau bout à une température de 100 degrés, ce qui n'est possible qu'à la quatrième étape.
Température de la vapeur
La vapeur est l'un des états de l'eau. Lorsqu'il pénètre dans l'air, il exerce alors, comme les autres gaz, une certaine pression sur celui-ci. Pendant la vaporisation, la température de la vapeur et de l'eau reste constante jusqu'à ce que l'ensemble du liquide change d'état d'agrégation. Ce phénomène peut s'expliquer par le fait que lors de l'ébullition, toute l'énergie est dépensée pour convertir l'eau en vapeur.
Au tout début de l'ébullition, unevapeur saturée, qui après l'évaporation de tout le liquide devient sèche. Si sa température commence à dépasser la température de l'eau, alors cette vapeur est surchauffée et, en termes de caractéristiques, elle sera plus proche du gaz.
Eau salée bouillante
Il est intéressant de savoir à quelle température l'eau à haute teneur en sel bout. On sait qu'elle devrait être plus élevée en raison de la teneur en ions Na+ et Cl- dans la composition, qui occupent une zone entre les molécules d'eau. Cette composition chimique de l'eau avec du sel diffère du liquide frais habituel.
Le fait est que dans l'eau salée, il y a une réaction d'hydratation - le processus de fixation des molécules d'eau aux ions de sel. La liaison entre les molécules d'eau douce est plus faible que celles formées lors de l'hydratation, donc faire bouillir un liquide avec du sel dissous prendra plus de temps. Lorsque la température augmente, les molécules de l'eau contenant du sel se déplacent plus rapidement, mais elles sont moins nombreuses, c'est pourquoi les collisions entre elles se produisent moins fréquemment. En conséquence, moins de vapeur est produite et sa pression est donc inférieure à la hauteur de vapeur de l'eau douce. Par conséquent, plus d'énergie (température) est nécessaire pour une vaporisation complète. En moyenne, pour faire bouillir un litre d'eau contenant 60 grammes de sel, il faut élever le point d'ébullition de l'eau de 10 % (c'est-à-dire de 10 C).
Dépendances de l'ébullition sur la pression
On sait qu'en montagne, quelle que soit la composition chimique de l'eau, le point d'ébullition sera plus bas. Ceci est dû au fait que la pression atmosphérique en altitudeau dessous de. La pression normale est considérée comme étant de 101,325 kPa. Avec lui, le point d'ébullition de l'eau est de 100 degrés Celsius. Mais si vous escaladez une montagne, où la pression est en moyenne de 40 kPa, l'eau y bouillira à 75,88 C. Mais cela ne signifie pas que cuisiner en montagne prendra presque la moitié du temps. Pour le traitement thermique des produits, une certaine température est nécessaire.
On pense qu'à une altitude de 500 mètres au-dessus du niveau de la mer, l'eau bouillira à 98,3 C et qu'à une altitude de 3 000 mètres, le point d'ébullition sera de 90 C.
Notez que cette loi fonctionne également dans le sens opposé. Si un liquide est placé dans un ballon fermé à travers lequel la vapeur ne peut pas passer, alors à mesure que la température augmente et que de la vapeur se forme, la pression dans ce ballon augmentera et l'ébullition à pression élevée se produira à une température plus élevée. Par exemple, à une pression de 490,3 kPa, le point d'ébullition de l'eau sera de 151 °C.
Eau distillée bouillante
L'eau distillée est une eau purifiée sans aucune impureté. Il est souvent utilisé à des fins médicales ou techniques. Étant donné qu'il n'y a pas d'impuretés dans cette eau, elle n'est pas utilisée pour la cuisson. Il est intéressant de noter que l'eau distillée bout plus rapidement que l'eau douce ordinaire, mais le point d'ébullition reste le même - 100 degrés. Cependant, la différence de temps d'ébullition sera minime - juste une fraction de seconde.
Dans une théière
Souvent les gens se demandentà quelle température l'eau bout-elle dans la bouilloire, puisque ce sont ces appareils qu'ils utilisent pour faire bouillir le liquide. Compte tenu du fait que la pression atmosphérique dans l'appartement est égale à la pression standard et que l'eau utilisée ne contient pas de sels ni d'autres impuretés qui ne devraient pas s'y trouver, le point d'ébullition sera également standard - 100 degrés. Mais si l'eau contient du sel, le point d'ébullition, comme nous le savons déjà, sera plus élevé.
Conclusion
Vous savez maintenant à quelle température l'eau bout et comment la pression atmosphérique et la composition du liquide affectent ce processus. Il n'y a rien de compliqué là-dedans, et les enfants reçoivent ces informations à l'école. La principale chose à retenir est que lorsque la pression diminue, le point d'ébullition du liquide diminue également, et lorsqu'il augmente, il augmente également.
Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux tableaux différents qui indiquent la dépendance du point d'ébullition d'un liquide à la pression atmosphérique. Ils sont accessibles à tous et sont activement utilisés par les écoliers, les étudiants et même les enseignants des instituts.
