Det kogende er tilstandsændring eller fase af en væske til gasform. Det sker, når en væske opvarmes til kogepunktet: den temperatur, ved hvilken væskens damptryk er lig med det atmosfæriske tryk, der udøves på væskens overflade..
Generelt leveres varmen i kogning i den nedre del af beholderen, der indeholder væsken. Der begynder dannelsen af bobler, der øges i volumen, når de stiger mod væskeoverfladen, fordi trykket på dem falder, når de stiger..
Når væsken, der opvarmes, er vand, indeholder boblerne vanddamp; de indeholder allerede vand i gasform. Derudover fordeles boblerne gennem væskens volumen. Vandets kogetemperatur er omkring 100 ºC ved et tryk på 1 atm (760 mmHg).
For at producere ændringen af tilstanden fra væske til gasformig fase er det nødvendigt at levere energi (entalpi af fordampning). Mens kogning opstår, forbliver vandets temperatur konstant ved 100 ºC, da termisk energi går tabt, når flydende vandmolekyler kommer ud som vanddamp..
Artikelindeks
Der er to hovedtyper af kogning: kerneholdig og kritisk varmestrøm..
I kimkogning dannes små volumenbobler forskellige steder i væskens volumen..
I mellemtiden opstår kogning i den kritiske varmestrøm, når overfladen, hvor varme tilføres for at udspringe kogningen, opvarmes over en kritisk temperaturværdi og danner et damplag på overfladen..
En stigning i atmosfærisk tryk resulterer i en stigning i kogepunktet, da det er nødvendigt at øge vanddamptrykket for at udligne det atmosfæriske tryk. For at opnå dette skal vandtemperaturen øges, hvilket kræver en højere kalorieudgift..
Tværtimod, når det atmosfæriske tryk falder, som det forekommer i et bjerg med stor højde over havets overflade, falder kogepunktet, da der kræves et lavere damptryk, der svarer til atmosfærisk tryk..
Molekyler i opløsning har flere typer interaktioner, herunder: dispersions- eller London-kræfter, dipol-dipolkræfter og brintbroer. Jo større størrelsen af disse kræfter er, jo højere er kogepunktet..
Varmeenergi kræves for at bryde interaktionen mellem molekylerne, så de kan have nok energi til kogning. For eksempel: methylether (CtoH6O) har et kogepunkt på 25 ºC, mens ethylether (C4H10O) har et kogepunkt på 78,5 ºC.
Forskellen mellem kogepunkterne til trods for at have lignende kemiske strukturer forklares ved, at ethylether har en højere molekylvægt; begge danner hydrogenbindinger, men spredningskræfterne i C4H10Eller er de stærkere end i CtoH6ELLER.
Kogning stammer fra væsken nær varmekilden og spredes derefter gennem væskens volumen. Det observeres i denne illustration:
I mellemtiden er fordampning et fænomen af den flydende overflade.
Fordampning sker, når et molekyle af væsken i luft-væske-grænsefladen har tilstrækkelig energi til at overvinde overfladespændingen, der udøves på det; så den undslipper fra væskens sinus og passerer ind i den gasformige fase.
Fordampning kan forekomme ved enhver temperatur, men muligheden for dens forekomst stiger med temperaturen. Følgende billede viser vand fordampet fra jorden:
Det udføres i et udstyr kaldet en autoklave, som har evnen til at generere høje tryk, der udøves af vanddampen, som ikke er i stand til at undslippe. Ligeledes er der en stigning i vandets kogepunkt, som gør det muligt at nå temperaturer over 100 ºC..
Vævskulturmaterialer, kirurgiske materialer, materialer til brug i laboratorier, dyrkningsmedier osv. Steriliseres i autoklaven. Betingelserne anvendt til sterilisering i autoklaven er: 15 pund tryk, temperatur på 121 ºC og en varighed på 15 minutter.
Maden opvarmes ved at placere den i vandet. Under tilberedningen anvendes temperaturer, der svarer til kogepunktet for vand (100 ºC). Maden opvarmes i den tid, erfaringen indikerer, for at nå de optimale betingelser for indtagelse.
Kinesisk mad bruger minimal kogning og dampning for at bevare madens farve, struktur og smag. Den type madlavning, der kaldes simmer, bruger temperaturer under kogepunktet. Madlavning bruges også ved hjælp af damp..
Trykkogeren bruges til madlavning. Driften er baseret på dens evne til at begrænse udslip af vanddamp produceret i atmosfæren, hvilket genererer en stigning i det indre tryk..
Stigningen i tryk, der udøves på overfladen af væsken i gryden, oversættes til en stigning i kogepunktet og rækkevidden af temperaturer over 100 ºC. Dette reducerer tilberedningstiden og sparer derfor brændstofforbrug..
Vand koges på hydrofile overflader for at afkøle atomreaktorer og elektroniske enheder med høj effekt, hvilket forhindrer dem i at blive overophedet. For at nå kogepunktet og koge, skal vandet tage varme fra omgivelserne, og dette medfører et fald i temperaturen på dette.
Forøgelse af kogepunktet for vand er en kolligativ egenskab; og derfor afhængig af koncentrationen af det opløste opløste stof. Når man kender det, kan den molære masse af det opløste stof estimeres. Der er dog mere præcise metoder, såsom: massespektrometri, som stadig er en nyttig metode..
Ved raffinering af rørsukker til produktion af krystallinsk sukker koges rørsaften, og den temperatur, den når, afhænger af koncentrationen af sukkeret i den..
Højden af kogesaftens kogepunkt er et mål for koncentrationen af sukkeret i opløsningen. Dette er vigtig information for at opnå krystallisation af sukker.
Endnu ingen kommentarer