Кипение при охлаждении

Заголовок карточки
Кипение при охлаждении
Аннотация : Демонстрация кипения при пониженном давлении
Физика
  • Молекулярная физика и термодинамика
  • Свойства паров
Образовательный уровень
  • базовый курс
Источники
С. А. Ловягин Изучение физики в 7-8 классах на основе простых, наглядных и содержательных экспериментов. - М., 2002.
Оборудование
Плитка газовая или электрическая; рассекатель; огнеупорная круглодонная колба емкостью 1 л; пробка; штатив с муфтой и кольцом; большое ведро, кувшин .
Описание опыта :

Может ли кипеть холодная вода? Оказывается, при определенных условиях может. Вскипятим воду в колбе и плотно закроем отверстие пробкой. Начнем охлаждать колбу, поливая ее холодной водопроводной водой. Все это время вода внутри колбы будет кипеть! В конце концов колба остывает настолько, что ее можно спокойно держать голыми руками, однако вода внутри колбы все еще будет кипеть, когда мы будем лить на нее холодную воду.

Вода кипит при комнатной температуре оттого, что в колбе почти нет воздуха – его вытеснил пар во время кипения. Когда мы льем на колбу холодную воду, пар остывает и конденсируется. В результате в колбе образуется вакуум – разреженное пространство. Давление над водой, а следовательно, и в воде понижается. Это создает благоприятные условия для кипения – образования пузырьков с паром внутри жидкости. Причем настолько благоприятные, что пузырьки становятся чуть ли не с саму колбу размером (см. видео).

Постановка опыта : На газовую плитку с рассекателем (можно воспользоваться и электрической) ставим огнеупорную литровую колбу, до половины заполненную холодной водой, доводим воду до кипения. Закрываем отверстие колбы пробкой. Снимаем колбу с плиты, аккуратно переворачиваем вверх дном и вставляем в кольцо, закрепленное в штативе над ведром. Начинаем охлаждать колбу, поливая ее водопроводной водой из кувшина — вода в колбе продолжает кипеть. Через некоторое время детям разрешается потрогать кипящую колбу руками. Для большинства результат неожидан: кипевшая только что на их глазах колба — чуть теплая! Удивление — великая воспитательная сила.
Техника безопасности : При использовании газового баллона необходимо соблюдать предписанные меры безопасности. Лучше использовать круглодонную колбу, поскольку при конденсации пара давление в колбе резко падает, и стекло может не выдержать внешнего давления (осколки полетят внутрь колбы).
NE2857C1B340E4C5A8D8627D86595D56F