Вода и её агрегатные вещества♦

Интересное о кипение:

♦Трюк, с вышибанием дна бутылки с помощью воды♦

Ученые из Юты решили изучить механизмы "фокуса", который часто показывают на вечеринках - исполнитель ударяет открытой ладонью по горлышку бутылки, заполненной водой, после чего у нее отлетает дно. Для этого физики провели замедленную съемку этого трюка, а также с помощью акселерометра, укрепленного на дне бутылки, измерили

Однако если бутылка была заполнена водой, удар приводил к появлению множества пузырьков у ее дна. Это так называемые кавитационные пузырьки - они возникают при резком снижении давления в жидкости. Затем давление восстанавливалось и пузырьки схлопывались - примерно в 10 раз быстрее, чем зарождались, что и приводило к появлению трещины и "откалыванию" дна.

Все эти детали удалось разглядеть на замедленной съемке. Данные акселерометра показали, что дно бутылки откалывается на несколько десятых секунд позже удара ладонью - только тогда, когда процесс кавитации набирает силу.

Ученые отмечают, что фокус не удастся, если вода будет газированной, поскольку пузырьки заполнятся углекислым газом и не будут схлопываться.

Кавитация несёт в себе разные последствия. Например, сверхкавитационные торпеды, используемые военными, обволакиваются в большие кавитационные пузыри. Существенно уменьшая контакт с водой, эти торпеды могут передвигаться значительно быстрее, чем обыкновенные торпеды. Так сверхкавитационная торпеда «Шквал», в зависимости от плотности водной среды, развивает скорость до 370 км/ч.

Кавитация используется при ультразвуковой очистке поверхностей твёрдых тел. Специальные устройства создают кавитацию. Кавитационные пузыри, схлопываясь, порождают ударные волны, которые разрушают частицы загрязнений или отделяют их от поверхности. Таким образом, снижается потребности опасных и вредных для здоровья чистящих веществах во многих промышленных и коммерческих процессах, где требуется очистка как этап производства.

♦Зависимость кипения воды от давления♦

Вот вам ещё один интересный трюк с водой. Вы знали ,что если набрать в шприц воду, то можно её вскипятить при комнатной температуре?
Это делается довольно легко. Возьмите пустой шприц, и наберите туда немного воды, после чего удалите оттуда лишний воздух, закройте отверстие шприца, через которое набирали воду пальцем и оттяните поршень назад. Готова, вода начинает активно кипеть. Как же это работает?

Температура кипения в явном виде зависит от давления, оказываемого на поверхность воды, что объясняется зависимостью давления насыщенного пара, находящегося в пузырьках, от температуры. При этом количество пара внутри пузырьков, а вместе с этим и их объем, увеличиваются до тех пор, пока давление насыщенного пара не будет превосходить давление воды. Это давление складывается из гидростатического давления воды, обусловленного гравитационным притяжением к Земле, и внешнего атмосферного давления. Поэтому температура кипения воды увеличивается при возрастании атмосферного давления и уменьшается при его уменьшении. Только в случае нормального атмосферного давления 760 мм.рт.ст. (1 атм.) вода кипит при 1000С.
График зависимости температуры кипения воды от атмосферного давления представлен ниже:

Из графика видно, что если увеличить атмосферное давление , то вода будет закипать при температурах выше, чем 100 градусов. Увеличение температуры кипения воды может быть использовано для ускорения и улучшения процесса приготовления горячих блюд. Для этого изобрели скороварки - кастрюли с особой герметично закрывающейся крышкой. Из-за герметичности давление в них повышается до 2-3 атм., что обеспечивает температуру кипения воды 120-1300С.
Однако при этом нужно помнить, что использование скороварок сопряжено с опасностью: пар, выходящий из них, имеет большое давление и высокую температуру. Поэтому нужно быть максимально осторожными, чтобы не получить ожог.

Исходя из вышесказанного, можно понять, что при понижение давление понижается и температура закипания воды.

Думаю, несложно догадаться, что мы создали условия в шприце, близкие к вакуум, что повысило давление.

В завершение этой главы хотелось бы привести определение кипения.
Кипение - процесс интенсивного парообразования, который происходит в жидкости, как на свободной её поверхности, так и внутри её структуры.

♦Вода и её агрегатные вещества♦

Все знают, что вода всегда превращается в лед при охлаждении до 0 °. За исключением некоторых случаев! Таким случаем, например, является сверхохлаждение, которое представляет собой свойство очень чистой воды оставаться жидкой, даже будучи охлажденной до температуры ниже точки замерзания. Это явление становится возможным благодаря тому, что окружающая среда не содержит центров или ядер кристаллизации, которые могли бы спровоцировать образование кристаллов льда. И поэтому вода остается в жидкой форме, даже будучи охлажденной до температуры ниже нуля градусов по Цельсию.

Процесс кристаллизации может быть спровоцирован, например, пузырьками газа, примесями (загрязнениями), неровной поверхностью емкости. Без них вода будет оставаться в жидком состоянии. Когда процесс кристаллизации запускается, можно наблюдать, как сверхохлажденная вода моментально превращается в лёд. Заметьте, что «сверхнагретая» вода также остается жидкой, даже будучи нагретой до температуры выше точки закипания.

Ну, а теперь опыт, что это докажет. Возьмите дистиллированную воду, ведь она чистая и без всяких примесей. Охладите её ниже 0 градусов, поставив в морозилку или на улицу, если вы это делаете зимой. После чего, предоставьте молекулам воды центр кристаллизации (добавьте туда чего-нибудь, или потрясите) и наблюдайте, как вода превращается в лёд ☺

Оптические свойства:

12 3 Следующая ⇒