Virimas yra kasdienis reiškinys, kurį daugelis mūsų suvokia kaip savaime suprantamą dalyką. Tačiau pažvelgus giliau, virimas atsiskleidžia kaip sudėtingas fizinis ir cheminis procesas, apimantis energijos perdavimą, molekulių judėjimą ir fazių virsmus. Šis straipsnis skirtas išnagrinėti virimo procesą iš chemijos ir fizikos perspektyvų, siekiant suprasti, kas vyksta molekuliniame lygmenyje, kai skystis pasiekia savo virimo temperatūrą.
Vandens virimas laboratorinėje stiklinėje.
Chemija ir Medžiagos
Chemija - tai fundamentali mokslo sritis, tirianti mus supančio pasaulio medžiagas, apimant jų savybes, sudėtį, struktūrą ir vykstančius virsmus, kurių metu keičiasi medžiagų sudėtis, o kartu ir energija. Ji aprėpia visą materijos įvairovę, pradedant subatominėmis dalelėmis ir baigiant sudėtingomis biologinėmis sistemomis.
Pavyzdžiui, kvėpavimo procesas, kurio metu deguonis patenka į mūsų organizmą ir reaguoja su gliukoze, išskirdamas energiją, yra cheminis procesas. Arba metalų rūdijimas, kurio metu metalas reaguoja su ore esančiu deguonimi ir drėgme, sudarydamas oksidus - taip pat cheminis procesas.
Chemija yra suskirstyta į kelias pagrindines šakas:
Taip pat skaitykite: Grafikas: Virimo temperatūra vs. Molekulinė masė
- Neorganinė chemija: Ši šaka koncentruojasi į neorganinių medžiagų, pavyzdžiui, mineralų, metalų ir jų junginių, tyrimą.
- Organinė chemija: Organinės chemijos objektas - anglies junginiai, kurie yra gyvybės pagrindas. Ši šaka yra itin svarbi, nes anglis gali sudaryti daugybę įvairiausių junginių, pasižyminčių skirtingomis savybėmis.
- Analizinė chemija: Tai chemijos šaka, tirianti medžiagų cheminę sudėtį. Analizinė chemija skirstoma į kokybinę analizę, kuri nustato, kokios medžiagos sudaro mėginį, ir kiekybinę analizę, kuri nustato, kiek kiekvienos medžiagos yra mėginyje.
- Fizikinė chemija: Ši šaka nagrinėja cheminių reiškinių fizikinius dėsningumus.
- Biochemija: Biochemija tiria cheminius procesus, vykstančius gyvuose organizmuose.
Chemijos ištakos siekia seniausias civilizacijas. Jau senovės egiptiečiai praktikavo įvairius cheminius procesus, gamindami stiklą, keramiką, dažus, kosmetiką ir vaistus. Tikroji mokslinė chemija pradėjo formuotis XVII-XVIII a., mokslo revoliucijos laikotarpiu.
Periodinės elementų lentelės sukūrimas (1869 m., Dmitrijus Mendelejevas) leido ne tik sistemingai klasifikuoti tuo metu žinomus elementus, bet ir numatyti dar neatrastų elementų savybes, o tai vėliau buvo patvirtinta eksperimentiškai.
Kaip atomai jungiasi – George'as Zaidanas ir Charlesas Mortonas
Atomų Sandara ir Periodinis Dėsnis
Norint suprasti virimo procesą giliau, svarbu žinoti atomų sandarą ir periodinį dėsnį.
Atomo Sandara
Atomas susideda iš branduolio ir elektronų. Branduolį sudaro protonai ir neutronai. Protonų skaičius atome yra lygus atominiam skaičiui. Elektronai išsidėstę aplink branduolį tam tikrais lygmenimis.
Izotopai: To paties elemento atomų rūšys, turinčios vienodą protonų ir elektronų skaičių, bet skirtingą neutronų skaičių branduolyje.
Taip pat skaitykite: Šlapimo takų funkcijos tyrimai
Periodinis Dėsnis ir Periodinė Elementų Lentelė
Periodinė elementų lentelė yra elementų klasifikavimo sistema, pagrįsta jų atominiu skaičiumi ir cheminėmis savybėmis.
- Grupės: Vertikalūs stulpeliai periodinėje lentelėje.
- Periodai: Horizontalios eilutės periodinėje lentelėje.
Periodiškai kinta elementų savybės, tokios kaip:
- Metališkosios ir nemetališkosios savybės
- Atomų dydžiai
- Elementų junginių (oksidų ir nemetalų hidridų) bazinės ir rūgštinės savybės
Periodinė elementų lentelė.
Cheminis Ryšys
Cheminis ryšys yra jėga, laikanti atomus kartu molekulėse.
- Elektrinis neigiamumas: Atomo gebėjimas pritraukti elektronus.
- Joninis ryšys: Ryšys tarp jonų, susidariusių, kai vienas atomas atiduoda elektroną kitam. Joninė jungtis gali susidaryti tuo atveju, kai tarpusavyje jungiasi atomai, kurie turi labai skirtingą elektrinį neigiamumą. Joninė jungtis susidaro tarp atomų, kurių vienas linkęs elektronus atiduoti, o kitas-prisijungti. Lengvai atiduoda elektronus tų elementų atomai, kurių yra nedidelis jonizacijos potencialas.
- Kovalentinis ryšys: Ryšys, susidarantis, kai atomai dalijasi elektronais.
- Vandenilinis ryšys: Silpnas ryšys tarp vandenilio atomo, prisijungusio prie elektroneigiamo atomo, ir kito elektroneigiamo atomo.
- Metališkasis ryšys: Ryšys tarp metalų atomų, kai elektronai laisvai juda tarp atomų.
Neorganiniai Junginiai
Neorganiniai junginiai skirstomi į:
Taip pat skaitykite: Temperatūros įtaka garų slėgiui
- Oksidus: Junginiai, sudaryti iš elemento ir deguonies.
- Hidroksidus: Junginiai, sudaryti iš metalo ir hidroksilo grupės (OH-).
- Rūgštis: Junginiai, kuriuos tirpinant vandenyje susidaro vandenilio jonai (H+).
- Druskas: Junginiai, sudaryti iš metalo arba amonio katijonų ir rūgšties liekanos anijonų.
- Hidridai: Junginiai, sudaryti iš elemento ir vandenilio.
Virimas: Fizikinis Reiškinys
Virimas yra fizikinis reiškinys, kurio metu skystis virsta dujomis (garais). Šis procesas vyksta, kai skysčio garų slėgis pasiekia aplinkos slėgį. Virimo temperatūra priklauso nuo skysčio prigimties ir aplinkos slėgio.
Virimo Temperatūra
Virimo temperatūra yra temperatūra, kurioje skystis pradeda virti. Normaliomis sąlygomis (101,3 kPa slėgyje) vandens virimo temperatūra yra 100 °C. Tačiau virimo temperatūra gali skirtis priklausomai nuo slėgio.
Savitoji Garavimo Šiluma
Įvairiems vienodos masės virimo temperatūros skysčiams paversti garais reikia skirtingo šilumos kiekio. Šilumos kiekis, kurio reikia 1 kg virimo temperatūros skysčio paversti garais, vadinamas savitąja garavimo šiluma. Savitoji garavimo šiluma žymima raide L, o jos matavimo vienetas yra J/kg.
Formulė: Q = Lm, kur:
- Q - šilumos kiekis
- L - savitoji garavimo šiluma
- m - masė
Burbuliukų Susidarymas Virimo Metu
Virimo metu skystyje susidaro burbuliukai. Skystyje yra ištirpusių dujų kurios mažais burbuliukais nusėda ant indo dugno ir šylant vandeniui jie plečiasi, kyla į viršu ir sprogsta.
Kai Kurių Medžiagų Virimo Temperatūra
Kai kurių medžiagų virimo temperatūros:
- Vanduo: 100 °C
- Auksas: (reikia patikslinti)
Lentelė. Kai kurių medžiagų virimo temperatūros
| Medžiaga | Virimo temperatūra (°C) |
|---|---|
| Vanduo | 100 |
| Etanolis | 78.37 |
| Auksinis | 2856 |
Kiaušinio Virimas
Kiek laiko reikia virti kiaušinį, kad jis vidutiniškai išvirtų? (Reikia patikslinti)
tags: #virimo #temperaturos #priklausomybe #nuo #atomo #skaiciaus