Temperatura de fierbere a apei i presiunea atmosfericEdit02Ne reamintim c:

Apa fierbe la 1000C la presiune atmosferic normal: 1atm = 760 torr Acum un an echipa Sibiu a realizat un experiment de fierbere a apei la munte, la staia meteo Pltini, la altitudinea de 1450m (presiune atmosferic de 680torr ) i apa a fiert la 960C.Aadar :La ce temperatur fierbe apa?

Ne propunem s studiem acest fenomen

Experimentul 1

Materiale :

Balon de sticl cu dop gurit Termometru Surs pentru nclzirea apei

Ce trebuie s facem ?

Turnai ap n balon (aprox. din volumul balonului) i nclzii-o. Observai c temperatura crete pn la 1000C dup care ea rmne constant iar n ap se formeaz bule cu vapori de ap care se ridic la suprafa i aici se sparg. Procesele descrise le numim fierberea apei. Montai termometrul n dop i astupai etan gura balonului ntoarcei balonul i fixai-l pe un trepied Rcii fundul balonului cu o crp umed rece Observai c apa din balon fierbe i msurai temperatura.

n experimentul nostru apa a fiert la 920C.Explicaia este c dac rcim balonul se rcete i aerul de deasupra apei i presiunea scade iar apa fierbe la temperatur mai mic dect 1000C.

Experimentul 2

Materiale :

O sering de 50ml sau mai mare i un furtun subire Termometru 0 1000C Ap fierbinte Opional : un manometru de vidCe trebuie s facem ?

Pasul 1 ( opional ) : dac avei manometru legai-l prin furtun la seringa care are iniial pistonul la poziia 0ml. Pasul 2: Tragei ncet de piston i observai la manometru cum presiunea n sering scade cu att mai mult cu ct pistonul coboar mai mult. Avem deci un dispozitiv, seringa, cu ajutorul cruia putem face vid Pasul 3 : nclzii ap pn la fierbere i observai procesul apoi orii nclzirea. Pasul 4 : Tragei n sering aprox. 10ml de ap fierbinte ( 950C ) Pasul 5 : Etanai captul liber al seringii : Indoind furtunul i prinzndu-l cu o clem sau Legnd captul liber al furtunului la manometru Pasul 6 : Aezai seringa n poziie vertical i tragei ncet de piston n jos. Pasul 7 : Vei observa c la un moment dat apa din sering ncepe s fiarb. Reinei poziia pistonului n acest moment sau dac avei i manometrul legat reinei valoarea presiunii.Nu cunoatem temperatura apei din sering dar putem spune c ea este mai mic dect 950C (temperatura la care am tras-o n sering) i c la aceast temperatur ea fierbe datorit scderii presiunii n sering.

Pasul 8 : Scoatei apa din sering i repetai paii 4 7 cu ap la temperaturi din ce n ce mai mici. Vei constata c va trebui s tragei pistonul tot mai mult n jos ( adic s obinei n sering presiuni tot mai mici ) pentru a aduce la fierbere apa care e tot mai rece.

Cu aceast metod noi am reuit s fierbem ap pn la temperaturi ceva mai mici de 700C. Cum am spus dispozitivul experimental nu ne permite s msurm temperatura n momentul fierberii dar n urma experimentului putem trage concluzia cert c:Temperatura de fierbere a apei este cu att mai mic cu ct presiunea de la suprafaa apei, adic presiunea vaporilor este mai mic.

Dependena exact ntre temperatura de fierbere a apei i presiunea vaporilor saturani a ei, gsit n literatura de specialitate, unde am marcat domeniul pe care, aproximativ dar relevant, l-am investigat noi este redat mai jos

Punctul de fierbereal unei substane estetemperaturala care tranziia de la starea de agregarelichidla ceagazoasse petrece n volumul lichidului i nu doar la suprafa.ntruct punctul de fierbere depinde depresiune, aceasta trebuie precizat. Adesea punctul de fierbere se d la presiunea de 1atm(101325Pa). Cnd presiunea crete, punctul de fierbere crete i el, pn cnd se atingepunctul critic, la care proprietile gazului i ale lichidului devin identice. n direcia opus, prin scderea presiunii punctul de fierbere scade pn se atingepunctul triplual substanei respective.Procesul defierbereimplic ocldurpe care lichidul trebuie s-o primesc pentru a se transforma n gaz, numitcldura latent de vaporizare, astfel c pe perioada ct lichidul fierbe i se transform treptat n gaz, cldura transferat acestuia nu se manifest printr-o cretere a temperaturii, de unde i calificativul de "latent".La nivel molecular, punctul de fierbere corespunde situaiei n caremoleculelede lichid au suficientenergiepentru a rupeforelorintermoleculare de coeziune a lichidului. Cldura latent de vaporizare reprezint o msur a mrimii acestor fore.Punctul de fierbere al apei la presiunea de o atmosfer fizic (101325Pa) este foarte aproape de 100C. Presiunea atmosferic scade cu altitudinea i astfel i temperatura la care fierbe apa scade. De exemplu, pe vrful Everest (8848 m) apa fierbe la 69C.