نقطة الغليان خاصية فيزيائية: كيف ولماذا وحقائق مفصلة


في هذه المقالة سوف نناقش خصائص نقطة الغليان ونقطة الغليان خاصية مادية أم لا مع الحقائق التفصيلية.

نقطة الغليان هي خاصية فيزيائية للمادة لأننا نستطيع قياس درجة حرارة السائل المغلي دون الإخلال بالخصائص الكيميائية للسائل.

كيف هي نقطة الغليان خاصية فيزيائية؟

نقطة الغليان هي درجة حرارة يغير النظام عندها مرحلته من شكل إلى آخر.

يتم تحويل الطاقة الحرارية التي يتم توفيرها للسائل من المصادر الخارجية إلى طاقة حرارية ترفع درجة حرارة السائل الذي يتم قياسه باستخدام مقياس الحرارة ، وبالتالي فهي خاصية فيزيائية للسوائل.

هي نقطة الغليان خاصية فيزيائية
مرحلة السائل إلى البخار عند الوصول إلى نقطة الغليان ؛ حقوق الصورة: Pixabay

تؤدي نقطة الغليان إلى تغيير الحالة السائلة للمادة إلى حالة البخار. هذا واضح بسبب حقيقة أن الفجوة بين الجزيئات تزداد ، مما يؤدي إلى التغيير الجسدي من هذه المسألة.

الغليان نقطة تؤدي إلى التغيير في المرحلة من المادة ، وكذلك حجم الجزيئات التي تشغل الفضاء يزداد ، وبالتالي تقل كثافة المادة.

قراءة المزيد عن كيف تنتقل الحرارة بالإشعاع: شرح وافٍ.

هل التغيير في درجة الغليان خاصية فيزيائية؟

تعتمد نقطة الغليان على التركيب الكيميائي وكثافة الجزيئات والضغط الجوي أيضًا.

إذا قمت بتخفيض ملف الضغط الذي يغلي عنده السائل ثم درجة الغليان سيتم تخفيض السائل. بينما إذا زاد الضغط ، سيبدأ السائل في الغليان عند درجة حرارة أعلى.

نقطة الغليان تتناسب طرديا مع الضغط الذي يتعرض له النظام. لذلك ، وفقًا لقانون الغاز المثالي ،

"ناتج حجم الجزيئات الموجودة في النظام والضغط الساقط على النظام يساوي درجة حرارة النظام وثابت الغاز العام."

هذا معطى من خلال العلاقة ، PV = nRT

حيث P عبارة عن ضغط

V حجم النظام

T هي درجة حرارة

R ثابت غاز يساوي 8.314 جول / مول كلفن

ن عدد من الشامات

عند درجة حرارة ثابتة ، يتناسب الحجم عكسياً مع الضغط على النظام. مع زيادة الضغط ، ينخفض ​​حجم النظام. وعند الضغط المستمر ، يزيد حجم النظام من الطاقة الحرارية المطلوبة لرفع درجة حرارة النظام المتصاعد.

يوفر نقطة الغليان مرتبطة بدرجة الحرارة والضغط من قبل Clausius - معادلة Clapeyron مثل

اينB هي درجة حرارة نقطة الغليان

T هي درجة حرارة سائل

R ثابت غاز مثالي R = 8.314 J / mol K

P هو ضغط بخار

P0 هو الضغط عند درجة الحرارة T

ΔHفب هي حرارة تبخير

حرارة التبخير هي كمية الحرارة المطلوبة لتحويل طور السائل لتحويله إلى أبخرة.

يمكننا تأطير معادلة نقطة الغليان من هذه المعادلة ، وبالتالي لدينا

يحدث التغيير في درجة الغليان بسبب التغيرات في الضغط ، وهي خاصية فيزيائية. أيضًا ، لا توجد اختلافات في الخواص الكيميائية للسائل أو أي تغييرات أخرى تظهر في هذه المسألة. وبالتالي ، من الواضح أن التغيير في نقطة الغليان هو خاصية فيزيائية للسائل.

قراءة المزيد عن أمثلة على انتقال الحرارة بالحمل الحراري: حقائق حاسمة.

كيف يكون التغيير في درجة الغليان خاصية فيزيائية؟

يمكن قياس نقطة غليان السائل ويمكن أيضًا تحديد التباين في نقطة الغليان.

يحدث التغيير في نقطة الغليان بسبب تغير الضغط أو إضافة شوائب إلى حجم السائل. لكن نقطة الغليان لا تجلب أي اختلافات في السائل على الرغم من أنها تطيل مسافة الفصل بين الجزيئات.

يمكن قياس الخواص الفيزيائية للمادة أو ملاحظتها دون تغيير أي خصائص كيميائية للمادة. عند تعريض النظام لمصدر الحرارة الخارجي ، الحرارة يتم تحويل الطاقة إلى طاقة حرارية طاقة. تتحرك الجزيئات المكونة للسائل أكثر فأكثر بعيدًا عن بعضها البعض ، مما يقلل من كثافة النظام لكل وحدة حجم للسائل. هذه الطاقة تكتسبها الجزيئات وتهرب في الهواء لتكتسب طاقة كامنة كافية.

قراءة المزيد عن مثال التغيير المادي الذي لا رجعة فيه: التحليل التفصيلي.

ما هو التغير في درجة غليان الماء عند إضافة رشة من كلوريد الصوديوم تزن 15 جرامًا؟

نعلم أن درجة غليان الماء تبلغ 100 درجة مئوية والضغط الجوي 1 ضغط جوي.

الكتلة الذرية لكاتيون ملح الصوديوم هي 22.99 جم

الكتلة الذرية لأنيون ملح الكلور 35.45 جم

ومن ثم فإن الكتلة الذرية لملح كلوريد الصوديوم هي 22.99 + 35.45 = 58.44 جرام

تضاف مولات كلوريد الصوديوم إلى الماء المغلي

مولات كلوريد الصوديوم = 15 جم × 1 مول / 58.44 جم

مولات كلوريد الصوديوم = 0.2567 مول

إذا كان حجم الماء في الدورق 100 مل ، فإن كتلة الماء تكون

م = ϱV

م = 1 × 100 = 100 جرام = 0.1 كجم

مولالية المذاب في المذيب هي

م = مولات المذاب / كتلة المذيب

م = 0.2567 / 0.1 = 2.567 مول / كجم

ومن ثم ، فإن الاختلاف الملحوظ في درجة غليان الماء هو

ΔT = ikbm

هنا ، في هذه الحالة ، عامل Van't Hoff i = 2 لأن أيوني من الصوديوم والكلور سينفصلان في الماء.

ΔT = 2 × 0.51 × 2.567 = 2.620C

الاختلاف في درجة حرارة نقطة الغليان المياه التي حسبناها هي 2.620 درجة مئوية.

ومن ثم فإن درجة غليان الماء عند خلط 15 جرامًا من كلوريد الصوديوم في 100 مل من الماء ستكون 100 + 2.62 = 102.620C.

قراءة المزيد عن القوة الناتجة وقوة التوازن: مقارنة شاملة.

الأسئلة المتكررة

احسب درجة حرارة نقطة غليان سائل له درجة حرارة 60 درجة ببناء ضغط بخار 1.2 ضغط جوي. حرارة التبخير 1420 ج / جم.

معطى: تي = 600 C

R = 8.314 جول / مول ك

P = 1.2 أجهزة الصراف الآلي

P0 = 1 أجهزة الصراف الآلي

ΔHفب= 1420 جول / جرام

معادلة إيجاد نقطة الغليان هي

بإدخال جميع القيم المعطاة في هذه المعادلة نحصل عليها

= ((16.67 - 1.06) × 10-3 )-1

= (15.61 × 10-3 )-1

= 103/ 16.23

= 64.060 C

ومن ثم ، فإن درجة غليان السائل هي 64.060C.

هل تختلف درجة غليان السائل عند إضافة الملح؟

يستخدم محل بيع الآيس كريم الملح للحفاظ على درجة الحرارة إلى نقطة التجمد لمنع الآيس كريم من النتوء.

عند إضافة حبة ملح إلى السائل ، تنخفض درجة حرارة السائل قليلاً حيث يمتص الملح الطاقة الحرارية من المحيط ويحتاج إلى مزيد من الوقت للوصول إلى درجة الحرارة عند نقطة الغليان.

هل تتغير درجة غليان السائل بسبب وجود شوائب؟

إن وجود الشوائب يغير درجة غليان السائل.

يتم استيعاب الطاقة الحرارية التي يتم توفيرها للسائل بواسطة جزيئات الشوائب الموجودة في السائل ، وبالتالي قد تزداد درجة حرارة غليان السائل.

ما هو التأثير على درجة الغليان إذا زاد الضغط؟

يرتبط الضغط ارتباطًا مباشرًا بدرجة حرارة النظام.

مع زيادة الضغط ، ستزداد أيضًا درجة الحرارة المطلوبة لغليان السائل ، وبالتالي ترتفع درجة غليان السائل.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

آخر المقالات

رابط إلى هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيدروكسيد الصوديوم عبارة عن قاعدة غير عضوية قوية ذات كتلة مولية 40 جم / مول. دعونا نناقش المزيد من هيدروكسيد الصوديوم في المقالة التالية. NaOH عبارة عن قاعدة معدنية قلوية ، لذا فإن طبيعة القاعدة قوية جدًا. إنه أيوني ...