Fierberea (denumită și ebuliție sau ebulițiune) este procesul de trecere a unui lichid în stare de vapori, prin formarea, sub acțiunea caldurii, în întreaga masă a lichidului, a unor bule de vapori care se ridică la suprafață.Temperatura de fierbere este cea la care presiunea vaporilor săi este egală cu presiunea la care este supus lichidul.Această temperatură, numită și punct de fierbere, crește odată cu creșterea presiunii.Temperatura de fierbere la presiune normală se numește temperatură normală de fierbere. In tabelele termodinamice, presiunea și temperatura corespunzătoare fierberii sunt denumitepresiune de saturație, respectiv temperatură de saturație.
La încălzirea unui lichid acesta își păstrează starea lichidă până la atingerea temperaturii de fierbere. Mărind în continuare temperatura, se formează prima bulă de vapori, iar apoi din ce în ce mai multe. Deoarece densitatea vaporilor este mai mică decât a lichidului, într-un camp de forte, de exemplu campul gravitational, sub acțiunea fortelor arhimedice bulele se ridică la suprafață, apărând o suprafață de separație între fazele de lichid și vapori. Această suprafață de separație a fazelor este definitorie pentru fenomenul de fierbere. Dacă în timpul procesului de fierbere presiunea la care este supus amestecul (separat sau nu) de lichid și vapori rămâne constantă, atunci și temperatura la care se produce fierberea rămâne constantă. Continuând creșterea temperaturii lichidului, la un moment dat toată cantitatea de lichid s-a transformat în vapori, care însă sunt încă la temperatura de saturație, vaporii fiind numiți vapori saturați uscați. Ca urmare, în timpul procesului de fierbere, se consideră că există un amestec de lichid la temperatura de saturație și vapori saturați uscați.
Moduri de vaporizare
În timpul fierberii vaporizarea se poate face în două moduri de bază, cu un regim de tranziție între ele:
- Vaporizare cu bule, în care pe suprafața care cedează căldură lichidului apar mici bule care la un moment dat se desprind și cresc, ridicându-se la suprafață. Numărul de puncte în care apar bule (centre de nucleație) depinde de temperatura suprafeței și de rugozitatea ei — o suprafață rugoasă oferă mai multe centre decât una netedă. Pentru suprafețe extrem de netede lichidul poate fi adus la o temperatură ceva mai mare decât temperatura de saturație (lichid supraîncălzit), însă în momentul în care bulele încep să se formeze urmează o degajare de bule foarte violentă.
- Vaporizare peliculară (în film), în care, când suprafața de încălzire atinge o anumită temperatură (relativ mare), formarea vaporilor este contină pe toată suprafața, între suprafață și lichid apârând un film de vapori continuu. Deoarece vaporii au o Conductivitate termica mică, ei izolează lichidul și reduc fluxul termic. Pentru un flux termic dat, temperatura suprafeței de încălzire poate crește mult, putând apărea avarii dacă n-a fost concepută să lucreze în acest regim.
- Vaporizarea de tranziție este un regim instabil între vaporizarea cu bule și vaporizarea peliculară.
Formarea bulelor de lichid este in fenomen complex, care adesea includ fenomene acustice și de cavitatie.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu