Кипение

Кипе́ние — процесс интенсивного парообразования, который происходит в жидкости, как на свободной её поверхности, так и внутри её структуры. При этом в объёме жидкости возникают границы разделения фаз, то есть на стенках сосуда образуются пузырьки, которые содержат воздух и насыщенный пар. Кипение, как и испарение, является одним из способов парообразования. В отличие от испарения, кипение может происходить лишь при определённой температуре и давлении. Температура, при которой происходит кипение жидкости, находящейся под постоянным давлением, называется температурой кипения. Как правило, температура кипения при нормальном атмосферном давлении приводится как одна из основных характеристик химически чистых веществ. Процессы кипения широко применяются в различных областях человеческой деятельности. Например, кипячение является одним из распространённых способов физической дезинфекции питьевой воды. Кипячение воды представляет собой процесс нагревания её до температуры кипения с целью получения кипятка.

Кипение является фазовым переходом первого рода. Кипение происходит гораздо более интенсивно, чем испарение с поверхности, из-за присутствия очагов парообразования, обусловленных как более высокой температурой достигаемой в процессе кипения, так и наличием примесей.

На процесс образования пузырьков можно влиять с помощью давления, звуковых волн, ионизации и других факторов возникновения центров парообразования. В частности, именно на принципе вскипания микрообъёмов жидкости от ионизации при прохождении заряженных частиц работает пузырьковая камера.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

2) для превращения жидкости в газообразное состояние необходимо тепло. Например, при испарении воды кипячением горелкой происходит большое поглощение количества тепла, и температура воды не изменяется, наоборот, если у газообразного вещества забирать тепло, то оно превращается в жидкость. Температура, при которой кипит вода и получается водяной пар, связана с давлением. Точка кипения повышается с повышением давления;

Андрей Кашкаров, Автомобильные кондиционеры. Установка, обслуживание, ремонт, 2012

На горизонтальной оси диаграммы указано время процесса перегонки, на вертикальной оси – температура кипения кубовой жидкости (браги). Вертикальная часть диаграммы отражает процесс нагрева жидкости без кипения, а горизонтальная часть отражает процесс кипения жидкости, происходящий без дальнейшего повышения температуры (известно, что температура жидкости не может повыситься, пока не выкипит все вещество, кипящее при данной температуре).

Юлиан Гайдук, Самогонный аппарат. Рецепты, 2016

Температура кипения этилового спирта составляет 78 °C. При температуре от 65 до 78 °C наступает самый ответственный момент, который требует резкого уменьшения скорости нагрева в относительно малом температурном пространстве. Иначе может произойти выброс влаги. Такой температурный режим соответствует началу перегонки водки, но если концентрация спирта в смеси во время перегонки будет постоянно снижаться, это приведет к непроизвольному повышению температуры кипения браги (спиртсодержащей смеси). В результате ухудшаются условия перегонки. Соблюдение на протяжении основного времени перегонки температурного режима 78–83 °C является идеальным условием для получения качественной водки.

Иван Зорин, Рецепты домашней водки и самогона, 2016

ГЛУБ?КОЕ ОХЛАЖД?НИЕ в технике, охлаждение вещества для получения и практического применения температур, лежащих ниже 170 К (–103 °C). Основное назначение глубокого охлаждения – сжижение газов и разделение газовых смесей. Разделение газовых смесей на составляющие основано на разнице их температур кипения. Напр., при охлаждении воздуха кислород переходит в жидкую фазу (сжижается) при 90 К (–183 °C – его температура кипения), а азот – при 77 К (–196 °C). Одним из основных способов достижения температур, при которых газ переходит в жидкую фазу, является дросселирование, т. е. пропускание сжатого газа через дроссель – сужение трубопровода, кран, вентиль или иное препятствие на пути газового потока. При дросселировании давление и температура газа изменяются (эффект Джоуля – Томсона); напр., для углекислого газа при перепаде давления на дросселе на 1 атм. температура газа падает на 1.25 °C.

Александр Павлович Горкин, Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)

Дальнейшее нагревание усиливает движение молекул. Происходит расширение пустот и уменьшение плотности. Водородные связи очень устойчивы, большинство из них разрывается при нагревании, но некоторая часть сохраняется даже при температуре кипения.

С. В. Филатова, Магия воды. Чудесные исцеления, 2012

При плавлении льда соседние молекулы H2O заполняют пустоты, что приводит к повышению плотности. Дальнейшее нагревание усиливает движение молекул. Происходит расширение пустот и уменьшение плотности. Водородные связи очень устойчивы, большинство из них разрывается при нагревании, но некоторая часть сохраняется даже при температуре кипения.

Антонина Соколова, Магия воды, 2013

В настоящее время перечисленные в пунктах 1–4 таблицы 2.1 теплоносители почти полностью вытеснены растворами этиленгликоля в связи с тем, что при комплексной оценке свойств (низкой температуре замерзания, большой теплоемкости, высокой температуре кипения, относительно низкой вязкости и ряда других показателей) они наиболее полно отвечают требованиям, предъявляемым к незамерзающим теплоносителям.

С. Е. Беликов, Незамерзающие теплоносители, 2013

Чистый кислород получают из обычного воздуха. Для этого воздух охлаждают до температуры ниже 180 градусов, и он превращается в жидкость. Теперь стоит только немного повысить температуру, и жидкий воздух начинает кипеть. А как вы знаете, при кипении жидкости наиболее легкие ее соединения испаряются. Так происходит и в данном случае. При кипении воздуха азот, как наиболее легкий газ, испаряется первым, и в резервуаре остается только кислород, который какое-то время пребывает в жидком состоянии, а охлаждаясь, приобретает свою обычную газообразную форму, но уже отделенную от азота.

Л. В. Кашинская, Мир вокруг нас, 2010

На двигателях отечественного производства применяют закрытую принудительную жидкостную систему охлаждения, осуществляемую водяным насосом. Она непосредственно не сообщается с атмосферой, поэтому называется закрытой. В результате давление в системе увеличивается, температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 108 – 119 градусов и снижается расход на ее испарение.

И. В. Мельников, Грузовые автомобили. Системы охлаждения и смазки, 2013

Строение воды. Вода – уникальное вещество и все её аномальные свойства (высокая температура кипения, значительная растворяющая и диссоциирующая способность, малая теплопроводность, большая теплота испарения и плавления, большая теплоёмкость, большое поверхностное натяжение и когезия и другие) обусловлены строением её молекулы и пространственной структурой. У отдельно взятой молекулы воды есть качество, которое проявляется только в присутствии других молекул: способность образовывать водородные мостики между атомами кислорода двух оказавшихся рядом молекул, так, что атом водорода располагается на отрезке, соединяющем атомы кислорода. Молекулы H2O, благодаря неравномерно распределенному по их объему электрическому заряду, способны притягиваться друг к другу и образовывать беспорядочные роевые формы и упорядоченные «водяные кристаллы». Свободные, не связанные в ассоциаты молекулы H2O присутствуют в воде лишь в очень небольшом количестве. В основном же вода – это совокупность беспорядочных роев и «водяных кристаллов».

Н. Б. Панкова, План-конспект ответов на вопросы экзамена по физиологии, 2009

При камерной сушке древесина находится в потоках горячих газов, на нее воздействуют индуктивными токами, электромагнитными полями, нагревают в сере, парафине и пр. В результате таких действий температура внутри пиломатериалов поднимается до точки кипения, и влага испаряется.

Г. А. Серикова, Столярно-плотничные работы, 2017

Если нефть постепенно нагревать в перегонном аппарате, то вначале она переходит в парообразное состояние мере повышения температуры, перегоняются углеводороды, имеющие все более и более высокую температуру кипения. Таким образом, можно собрать отдельные части или, как говорят, фракции нефти. Обычно получают три основные фракции такие как:

А. А. Дроздов, Органическая химия, -1

Суть метода заключается в устранении патологического образования путем его быстрого локального замораживания. Рабочей частью аппаратов для криохирургии являются быстро охлаждаемые наконечники. Как правило, криоагентом служат жидкий азот, температура кипения которого –196 °C, фреон (–12 °C) и т. д. Криоинструмент с контактным наконечником можно рассматривать лишь как точечный источник холода. Поэтому невозможно замораживание больших массивов патологических новообразований и возможности криохирургической техники ограничены удалением лишь небольших по объему патологических образований. В результате различных свойств воды при высокой скорости охлаждения в ткани возникают термомеханические напряжения, тканевая структура деформируется и образуются смещения и трещины, которые наиболее выражены по краям патологического очага, в результате чего замороженная зона может быть удалена в виде своеобразного «ледяного шара». Локальный кровоток при криовоздействии практически не меняется. Криохирургический метод нашел применение в онкологии, офтальмологии, дерматологии, урологии, проктологии и т. д. Локальное замораживание является одним из основных методов деструкции в стереотаксической нейрохирургии.

И. Б. Гетьман, Оперативная хирургия: конспект лекций, -1

В процессе стерилизации овощи, фрукты, емкости и крышки подвергаются воздействию температуры, равной температуре кипения воды. При необходимости повысить ее (например, при обработке зеленого горошка) вместо воды используют слабый солевой раствор.

Е. В. Доброва, Соусы по-домашнему, 2017

Есть еще один существенный недостаток воды, долго кипевшей или повторно вскипяченной. Это накопление в ней в больших, чем обычно, концентрациях «тяжелой» воды вследствие того, что «легкая» вода интенсивней испаряется при кипении.

А. Н. Джерелей, Вода для вашего здоровья, 2011

Экстраполируя этот ряд, получим ожидаемую температуру кипения воды-70 градусов, а температуру замерзания —90 градусов. Как видим, и тут вода – исключение.

Л. Н. Мелик, Целебная вода: живая, мертвая, святая и волшебная, 2008

Разводят серную кислоту водой осторожно вливая ее в воду, а не наоборот. При вливании воды в серную кислоту происходит бурное кипение смеси, вызывающее сильное разбрызгивание кислоты. Температура смеси сильно повышается, и если кислоту вливать слишком быстро и много сосуды, в которых производят смешивание, могут лопнуть.

И. В. Мельников, Жестяницкие работы. Проолифка стали. Травление и лужение металла. Холодная клепка, 2013

Стерилизация токами ультравысокой и сверхвысокой частоты заключается в следующем. Продукты в герметически укупоренной таре, помещенные в зону действия волн ультравысокой частоты, нагреваются до кипения в течение 30-50 с.

И. В. Мельников, Свежие и консервированные плоды и овощи, 2012

Полоний кипит при сравнительно невысокой температуре – 949 °С, что определяет его летучесть (для сравнения: температура кипения свинца – 1710 °С, олова – 2360 °С). В парах полоний находится в виде молекул Ро2. Летучесть полония облегчает его очистку, а также перемещение микроколичеств металла из одной части аппаратуры в другую путем их нагрева и охлаждения. В то же время летучесть затрудняет работу с ощутимыми количествами полония. По химическим свойствам полоний несколько похож на висмут, а также на свой ближайший аналог – неметалл теллур и проявляет типичные для элемента VI группы степени окисления: –2, +2, +4, +6. На воздухе полоний медленно окисляется (быстро при нагревании) с образованием красного диоксида РоО2. Сероводород из растворов солей полония осаждает черный сульфид PoS – тот самый, который был в осадке у Марии Кюри.

И. А. Леенсон, Занимательная химия для детей и взрослых, 2013

Что собой представляет керосин? Каково его происхождение? Это углеводород, являющийся определенной фракцией нефтяной возгонки, полученной при кипении нефти в температурном интервале 200–300° С. Сама нефть – ископаемый продукт, который представляет собой смесь различных органических веществ.

М. В. Куропаткина, Лечение и очищение керосином, 2007

Варят при слабом кипении. Если блюдо готовится при пониженной температуре, применяют варку на мармитах , т.е. водяных банях. Очень быстро доходят до готовности продукты при повышенном давлении, такие условия варки создаются в автоклавах и скороварках.

И. В. Мельников, Приготовление супов и соусов, 2012

После прекращения пенообразования сироп варят, накрывая крышкой, при сильном нагреве. Происходит его медленное уваривание. Во время кипения брызги сиропа попадают на стенки котла, превращаются в кристаллы сахара, которые, падая обратно в сироп, вызывают его кристаллизацию (засахаривание). Чтобы этого не случилось, сироп варят при закрытой крышке. Парообразование под крышкой предотвращает образование кристаллов на стенках котла, смывая их конденсатом воды. Таким образом сироп уваривают до 108 °C и добавляют подогретую до 45–50 °C патоку.

О. В. Шамкуть, Профессия кондитер. Учебное пособие, -1