Kochen von Wasser

1. Ich habe in Lehrbüchern studiert, dass der Siedepunkt von Wasser die Temperatur ist, bei der der Dampfdruck gleich dem atmosphärischen Druck ist. Mein Zweifel ist, da sich der Dampf mit der Atmosphäre vermischt, wie können wir sagen, dass der Dampfdruck gleich dem atmosphärischen Druck ist. Bitte erläutern Sie dieses Konzept.

Der Dampfdruck von Wasser folgt der Antoine-Gleichung, die gegeben ist durch:

$ln(vp) = A - B/(T+C)$, wobei die Konstanten A, B und C für jede reine chemische Spezies unterschiedlich sind und T die Temperatur der betreffenden Flüssigkeit ist. Der Dampfdruck von Wasser ist nur temperaturabhängig und unabhängig vom atmosphärischen Druck. Wenn die Temperatur des Wassers ansteigt, steigt der Dampfdruck des Wassers. Wenn der Dampfdruck von Wasser gleich dem Umgebungsdruck der Atmosphäre über dem Wasser ist (siehe auch Qualifizierer in Antwort 3 unten), haben Dampfblasen, die sich im Wasser bilden, genug Druck, um nicht durch den ausgeübten Druck zu kollabieren sie durch atmosphärischen Druck, so dass sie durch die Wassersäule, die sie enthält, aufsteigen und das Wasser als Dampf verlassen.

2. Was sind die Ursachen und Bedingungen für die Blasenbildung beim Kochen von Wasser?

Ursache des Siedens ist der Wärmeeintrag in das siedende Wasser. Dies erfordert eine Keimbildungsstelle, die ein sehr kleiner "Hohlraum" (dh von mikroskopischer Größe) auf der Oberfläche eines Metalltopfes ist, oder eine andere kleine Unvollkommenheit in der Oberfläche, auf der das Wasser ruht. Genau aus diesem Grund sollten Sie niemals Wasser in einem Mikrowellenherd in einem sehr glatten Behälter erhitzen. Das Fehlen von Nukleationsstellen in dem sehr glatten Behälter sorgt dafür, dass das Wasser überhitzt wird (heißer als der normale Siedepunkt), und jede kleine Störung des Wassers (z " in eine Mischung aus Wasser und Dampf, was wahrscheinlich zu Verbrühungen der Person führt, die das Wasser aus dem Mikrowellenherd entfernt hat.

3. In vielen Lehrbüchern beziehen sich Atmosphärendruck und Dampfdruck auf das Sieden. Warum beeinflusst der Druck der Flüssigkeit die Blasenbildung nicht?

Bei einem „tiefen“ Behälter fügt die Wassersäule dem Wasser, das sich am Boden des Behälters befindet, zusätzlichen Druck hinzu. Aufgrund dieses Drucks muss das Wasser am Boden dieser Wassersäule so weit erhitzt werden, dass sein Dampfdruck den Druck an seinem Standort übersteigt, was bedeutet, dass ein Behälter auf Meereshöhe mit mehreren Zoll Wasser darin um einige Grad erhitzt werden muss über 100 C, um das Wasser am Boden des Behälters zum Kochen zu bringen. Das bedeutet, dass die Flüssigkeit, die sich über den sich bildenden Dampfblasen befindet, tatsächlich die Blasenbildung beeinflusst.