Forráspont meghatározása

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

Egy anyag forráspontja az a hőmérséklet, amelyen a folyékony halmazállapotú anyaggal egyensúlyban lévő gőznyomás egyenlővé válik a külső nyomással. Ez azt jelenti, hogy ellentétben azzal, amit gyerekként tanítottak nekünk, az anyagoknak nincs egyetlen forráspontjuk. Például a víz forráspontja nem mindig 100 °C, mivel a forráspont a folyadékon kívüli nyomástól függ.

Valójában a víz csak 100°C-on forr fel, ha a külső nyomás pontosan 1 atm, és az eddigiekkel ellentétben a légköri nyomás szinte soha nem pontosan 1 atm, még tengerszinten sem.

Mi nem forráspont?

Annak ellenére, hogy már tisztáztuk a folyadék forráspontjának valódi meghatározását, meg kell jegyezni, hogy van egy másik nagyon elterjedt definíció is, amely azonban teljesen téves. Ez az az elképzelés, hogy a forráspont az a hőmérséklet, amelyen a folyadék gáz halmazállapotúvá változik, vagy az a hőmérséklet, amelyen a fázisváltozás a folyékony halmazállapotúból a gáz halmazállapotúvá válik.

Ez az elgondolás a mindennapi tapasztalatokon alapul, miszerint amikor a vizet forráspontig melegítik, akkor forrni kezd, és addig folytatódik, amíg teljesen el nem párolog. Számos oka van azonban annak, hogy ezek a megfigyelések téves következtetésre vezetnek bennünket.

A következőkben elmagyarázzuk, miért téves ez a meghatározás, és két további, a forrásponttal kapcsolatos fogalmat is közölünk.

Forralás vs. Párolgás

A fő ok, amiért sok embernek téves elképzelése van a forráspontról, az az, hogy összekeverik a forralást a párolgási vagy elpárologtatási folyamattal. Valójában mindkét folyamat magában foglal egy lépést a folyékony halmazállapotból a gáz halmazállapotba. A fő különbség azonban az, hogy a párolgás vagy párolgás olyan folyamat, amely állandóan végbemegy bármilyen hőmérsékleten. A párolgás az oka annak, hogy a ruhák kiszáradnak mosás után, pusztán kiszellőztetve. Amint azt könnyen ellenőrizhetjük, a nedves ruha napon szárítva nem éri el a víz forráspontját, árnyékban még kevésbé.

A párolgást általában felszíni jelenségnek tekintik, ezért a víz gyorsabban párolog el, ha széles felületen szétterül, mint ha például egy pohárban ugyanannyi víz van.

Másrészt a forrási folyamat, amely alatt azt a pillanatot értjük, amikor a forrásban megszakad és vízgőzbuborékok képződnek a folyadékban, tömegjelenség, nem felszíni jelenség. Forrás közben gőzbuborékok keletkeznek, amelyek belső nyomása megegyezik a légköri nyomással, és képes ellenállni a nyomásnak anélkül, hogy összeesne. Valójában ezeknek a buborékoknak a nyomása valamivel magasabb a légköri nyomásnál, mivel a felette lévő folyadékoszlop nyomását is ki kell bírnia.

Így a forralás során a folyadékban kis párologtatózsebek képződnek, nagymértékben felgyorsítva a párolgási folyamatot, amely egyébként csak a felszínen menne végbe.

normál és szabványos forráspontok

Amint az imént láttuk, a folyadék forráspontja a nyomás függvényében változik. Minél alacsonyabb a külső nyomás, általában annál alacsonyabb a forráspont, mivel kevesebb hőmérséklet-emelkedés szükséges ahhoz, hogy a gőznyomás elérje a külső nyomást.

De akkor miért mondják mindig, hogy a víz 100 °C-on forr? És miért találhatunk egész táblázatokat, ahol a különböző anyagok forráspontjait közöljük?

Ennek az az oka, hogy a forráspontnak két további meghatározása létezik, amelyek az egyes anyagokra egyedi és jellemző értékekre vonatkoznak. Normál és szabványos forráspontról beszélünk .

A normál forráspont meghatározása

A normál forráspont az anyag forráspontja, amikor a külső nyomás 1 atm. Ezért, és figyelembe véve a forráspont már bemutatott fogalmát, a normál forráspontot úgy határozhatjuk meg, mint azt a hőmérsékletet, amelyen a folyadék gőznyomása 1 atm-re válik.

Az a tény, hogy ez a meghatározás meghatározza azt a nyomást, amelyen a forráspontot meghatározzák, biztosítja, hogy minden anyagnak csak egy normál forráspontja legyen. Tehát amikor azt mondjuk, hogy a víz forráspontja 100 °C, akkor hibát követünk el. Azt kell mondanunk, hogy a víz normál forráspontja 100 °C. A fizikai és kémiai tulajdonságokat bemutató táblázatokban található forráspontok túlnyomó többsége valójában normál forráspont.

Szabványos forráspont-meghatározás

Sok éven át az 1 atm-t tekintették standard légköri nyomásnak. Az atmoszférának, mint nyomási egységnek azonban vannak hátrányai a különböző egységrendszerekké való átalakításával kapcsolatban, mivel nem felel meg a többi egységrendszer nyomásegységeinek egyetlen többszörösének vagy részösszegének sem. Például 1 atm egyenlő 101,325 vagy 1,01325. 10 5 Pa. Másrészt a bar a nyomás mértékegysége, amelynek értéke nagyon hasonló 1 atmoszférához, de pontosan 100 000 vagy 10 5 Pa-t jelent, ami a nyomás mértékegysége a Nemzetközi Mértékegységrendszerben.

Tekintettel a kis különbségre és az atmoszféra helyett a bar használatának előnyeire, a standard nyomást most 1 bar-nak tekintik, az 1 atm nyomást pedig normál nyomásra nevezték át. Sok olyan tulajdonság, amelyet korábban 1 atm nyomáson mértek, most 1 bar nyomáson jelentek meg, és gyakran standard mennyiségeknek nevezik őket. Ennek ellenére a szabványos forráspont egy anyag forráspontja 1 bar vagy 10 5 Pa nyomáson . Ez ugyanaz, mint azt mondani, hogy a standard forráspont az a hőmérséklet, amelyen az anyag gőzének nyomása uralkodik. eléri az 1 bar-t.

Hivatkozások

szakszószedet. (2017, június 12.). Normál forráspont [Normál forráspont] (Kémia) . https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/punto-de-ebullicion-normal

Ondarse Álvarez, D. (2021, július 15.). Forráspont – Fogalom, számítási módja és példák . Koncepció. https://concepto.de/punto-de-ebullicion/

STREPHONSAYS. (nd). A normál forráspont és a szabványos forráspont közötti különbség . https://en.strephonsays.com/normal-boiling-point-and-standard-boiling-point-11457

Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados