Na kojoj temperaturi kuha voda u kuhalu za vodu? Na kojoj temperaturi voda ključa? Kipuća voda koliko stupnjeva

Pratimo proces vrenja, počevši od trenutka kada se na zagrijanom dnu posude (tave ili) stvore prvi mjehurići. Usput, jesu li formirani? Da, jer se tanak sloj vode u izravnom dodiru s dnom posude zagrijava do 100 stupnjeva. I, prema fizička svojstva voda, počela se pretvarati iz plinovitog.

Dakle, prvi mjehurići, dok su još mali, počnu polako plutati - na njih djeluje sila uzgona, inače nazvana Arhimedova - i gotovo odmah ponovno potonu na dno. Zašto? Da, jer voda odozgo još nije dovoljno zagrijana. Dolazeći u dodir s hladnijim slojevima, mjehurići kao da se "skupljaju" i gube volumen. I, shodno tome, Arhimedova moć odmah opada. Mjehurići tonu na dno i "puknu" zbog gravitacije.

Ali zagrijavanje se nastavlja, sve više i više novih slojeva vode poprimaju temperaturu blizu 100 stupnjeva. Mjehurići više ne tonu na dno. Oni teže izbiti na površinu, ali najviše gornji slojčak i znatno hladnije, stoga, nakon dodira s njim, svaki mjehurić ponovno smanjuje veličinu (zbog činjenice da se dio vodene pare sadržane u njemu, hlađenjem, pretvara u vodu). Zbog toga počinje tonuti, ali kada uđe u vruće slojeve, koji su već dosegli temperaturu od 100 stupnjeva, ponovno se povećava. Jer kondenzirana para ponovno postaje para. Ogroman broj mjehurića juri gore-dolje, naizmjence se smanjujući i povećavajući, proizvodeći karakterističan zvuk.

I konačno, dolazi trenutak kada cijeli vodeni stupac, uključujući i najviši sloj, dosegne temperaturu od 100 stupnjeva. Što će se dogoditi u ovoj fazi? Mjehurići, koji se dižu prema gore, slobodno dopiru do površine. I ovdje, na sučelju između dva medija, dolazi do "kipljenja": oni pucaju, oslobađajući vodenu paru. I taj će se proces, uz stalno zagrijavanje, nastaviti sve dok sva voda ne prokuha, pretvarajući se u plinovito stanje.

Imajte na umu da vrelište ovisi o atmosferskom tlaku. Na primjer, visoko u planinama, voda ključa na temperaturama nižim od 100 stupnjeva. Stoga stanovnici gorja trebaju mnogo više vremena za kuhanje hrane.

Prokuhavanje vode jedan je od uobičajenih svakodnevnih zadataka. Međutim, u planinskim područjima ovaj proces ima svoje karakteristike. Na različitim visinama iznad razine mora voda vrije na različite temperature.

Kako vrelište vode ovisi o atmosferskom tlaku?

Kipuću vodu karakteriziraju izraženi vanjski učinci: mjehurići tekućine, stvaranje malih mjehurića unutar posude i podizanje pare. Kada se zagrijavaju, molekule vode dobivaju dodatnu energiju iz izvora topline. Postaju pokretljiviji i počinju vibrirati.

Na kraju tekućina dosegne temperaturu pri kojoj se na stijenkama posude stvaraju mjehurići pare. Ta se temperatura naziva vrelište. Nakon što voda počne ključati, temperatura se ne mijenja dok se sva tekućina ne pretvori u plin.

Molekule vode koje izlaze kao para vrše pritisak na atmosferu. To se naziva tlakom pare. Kako se temperatura vode povećava, ona raste, a molekule, krećući se brže, svladavaju međumolekularne sile koje ih povezuju. Tlaku pare suprotstavlja se druga stvorena sila zračna masa: . Kada tlak pare dosegne ili premaši tlak okoline, nadvladavši ga, voda počinje ključati.

Vrelište vode također ovisi o njenoj čistoći. Voda koja sadrži nečistoće (sol, šećer) kuhat će na višoj temperaturi od čiste vode.

Značajke vrenja vode u planinama

Zračna atmosfera vrši pritisak na sve predmete na sebi. Na razini mora posvuda je isti i jednak je 1 atm., odnosno 760 mm Hg. Umjetnost. Ovo je normalno Atmosferski tlak, a voda vrije na temperaturi od 100°C. Tlak pare pri ovoj temperaturi vode je također 760 mmHg. Umjetnost.

Što ste viši iznad razine mora, zrak postaje rjeđi. U planinama se njegova gustoća i tlak smanjuju. Zbog smanjenja vanjskog pritiska na vodu potrebno je manje energije za kidanje međumolekulskih veza. To uključuje manje topline i voda će kuhati na nižoj temperaturi.

Sa svakim kilometrom nadmorske visine voda ključa na temperaturi koja je 3,3°C niža od izvorne temperature (ili približno minus 1 na svakih 300 metara). Na visini od 3 km iznad razine mora, atmosferski tlak je oko 526 mmHg. Umjetnost. Voda će ključati kada tlak pare bude jednak atmosferskom tlaku, točnije 526 mm Hg. Umjetnost. Ovo stanje se postiže na temperaturi od 90°C. Na visini od 6 km tlak je otprilike dva puta manji od normalnog i iznosi oko 80°C.

Na vrhu Everesta, čija je visina 8848 m, voda ključa na temperaturi od oko 72°C.

U planinama na nadmorskoj visini od 600 m, gdje voda ključa na 98°C, razumijevanje procesa vrenja posebno je važno pri kuhanju. Neka se hrana može skuhati produljenjem vremena kuhanja. Međutim, za hranu koja zahtijeva dobro kuhanje i dugo kuhanje, najbolje je koristiti ekspres lonac.

Kuhanje je naizgled jednostavan fizikalni proces, poznat svima koji su barem jednom u životu prokuhali kuhalo za vodu. No, ima mnoge značajke koje fizičari proučavaju u laboratorijima, a domaćice u kuhinjama. Čak je i vrelište daleko od konstante, već varira ovisno o razni faktori.

Kipuća tekućina

Tijekom vrenja tekućina se počinje intenzivno pretvarati u paru, au njoj se stvaraju mjehurići pare koji izlaze na površinu. Kada se zagrije, para se prvo pojavljuje samo na površini tekućine, a zatim taj proces počinje u cijelom volumenu. Na dnu i stijenkama posude pojavljuju se mali mjehurići. Kako temperatura raste, tlak unutar mjehurića se povećava, oni se povećavaju i dižu prema gore.

Kada temperatura dosegne tzv. točku vrelišta, počinje brzo stvaranje mjehurića, ima ih mnogo, i tekućina počinje kipjeti. Nastaje para čija temperatura ostaje konstantna sve dok ne bude prisutna sva voda. Ako do isparavanja dolazi u normalnim uvjetima, pri standardnom tlaku od 100 mPa, njegova temperatura je 100°C. Ako umjetno povećate tlak, možete dobiti pregrijanu paru. Znanstvenici su uspjeli zagrijati vodenu paru na temperaturu od 1227 ° C; uz daljnje zagrijavanje, disocijacija iona pretvara paru u plazmu.

Pri određenom sastavu i konstantnom tlaku, vrelište bilo koje tekućine je konstantno. U udžbenicima i priručnicima možete vidjeti tablice koje pokazuju vrelište raznih tekućina, pa čak i metala. Na primjer, voda vrije na temperaturi od 100°C, na 78,3°C, eter na 34,6°C, zlato na 2600°C, a srebro na 1950°C. Ovi podaci odnose se na standardni tlak od 100 mPa, izračunat je na razini mora.

Kako promijeniti točku vrelišta

Ako se tlak smanji, vrelište se smanjuje, čak i ako sastav ostaje isti. To znači da ako se popnete na planinu visoku 4000 metara s loncem vode i stavite ga na vatru, voda će prokuhati na 85°C, a za to će biti potrebno mnogo manje drva nego ispod.

Domaćice će zanimati usporedba s ekspres loncem u kojem se umjetno povećava tlak. Istodobno se povećava i vrelište vode, zbog čega se hrana puno brže kuha. Moderni ekspres lonci omogućuju glatku promjenu temperature vrenja od 115 do 130°C ili više.

Još jedna tajna vrelišta vode leži u njenom sastavu. Tvrda voda, koja sadrži razne soli, dulje kuha i zahtijeva više energije za zagrijavanje. Ako u litru vode dodate dvije žlice soli, njezino vrelište povisit će se za 10°C. Isto se može reći i za šećer, 10% šećerni sirup vrije na temperaturi od 100,1°C.

Jedan od važnih koraka za dobivanje ukusnog, zdravog i aromatičnog napitka je prokuhavanje vode. Ali zapamtite, prokuhana voda, kao i ponovno prokuhana voda, mrtva je voda!

Voda obično sadrži puno mikroskopskih soli, a ako je prokuhate, njihova će se koncentracija povećati. Kipuća voda mora biti mlada. Ako voda nije imala vremena za kuhanje, listovi čaja se neće otvoriti, neće pasti na dno, već će plutati na površini. Čaj se neće skuhati niti će se razviti aroma čaja. Svaki čaj ima i vlastite temperaturne zahtjeve. Stoga, nakon što je voda prokuhala, ako je potrebna temperatura niža od 100 stupnjeva, dopušta se da se ohladi. Kada pri ruci nemate termometar za vodu, poslužite se pravilom da se voda za pet minuta ohladi na oko 85 stupnjeva.

Da biste dobili mladu kipuću vodu, morate pratiti vodu u čajniku. U traktatu slavnog Lu Yua rečeno je da kada se prvo pojavi "rakovo oko" - mali mjehurići na dnu i istovremeno počinje lagano škljocanje - to je prva faza kipuće vode. Temperatura vode je oko 70-80 C.

Tada se mjehurići povećavaju, pucketanje postaje sve češće i pretapa se u lagani šum, te počinje druga kratka faza nazvana “riblje oko”. Temperatura je oko 80-85C.

Zatim se "nizovi bisera" počinju uzdizati duž stijenki kotlića - vrsta nizova mjehurića, voda počinje mjehurićiti, buka se malo mijenja i postaje, takoreći, prigušena - ovo je treća faza. Smatra se najprikladnijim za sipanje čaja u vodu (ako kuhate čaj metodom Lu Yu) ili uklanjanje vode s vatre. Temperatura je oko 85-92C. Također iza ove faze postoji vrlo kratka - ova faza se zove "Zvuk vjetra u borovima" - ako poslušate vodu u ovom trenutku, shvatit ćete zašto. Ali budući da morate vježbati da ga uhvatite, preporučujemo da čajnik uklonite u trećoj fazi.

Kada se olujni valovi kreću po površini vode - takozvano "volumetrijsko ključanje" - ovo je četvrta faza kuhanja kipuće vode. Četvrta faza vrenja vode, prema Lu Yuu, nije prikladna za kuhanje čaja. Cijela stvar je u tome što se kisik sadržan u vodi gubi, ostavljajući vodu s parom, zbog čega voda mijenja svoj okus.

Ako je voda tvrda ili nije čista, tada neće doći do klasičnih faza vrenja ili će biti zamagljene.

Voda je prokuhala i dobili smo svježu kipuću vodu. Zatim, ako je potrebno, pustite da se voda ohladi. Ako se ne sjećamo koja je temperatura preporučena u opisu čaja, tada se pridržavamo općeg pravila:

Temperatura vode od 90 stupnjeva do 95 prikladna je za kuhanje crni čajevi, na primjer puerh, potpuno fermentiran(to su crveni čajevi), a također visoko fermentirani oolongčajevi

Temperatura vode je od 80 do 90 stupnjeva za kuhanje. lagano fermentirani tajvanski oolong čajevi.

Niska temperatura vode, koja je ispod 80 stupnjeva, pogodna je za zelena, bijela i žutačajevi

Važno je skuhati čaj potrebna temperatura, jer ako skuhate nježan zeleni ili bijeli čaj s kipućom vodom, neće biti svježine, neće biti lakoće, neće biti slatkoće, neće biti bogatog okusa, ali će biti okusa gorčine i neugodne trpkosti . Samo pravilno skuhan čaj pružit će nam nevjerojatne osjećaje, osjećaje ugodne lakoće, čistoće misli i, konačno, ugodnu komunikaciju, ako ga kuhate ne samo za sebe.

Uživajte u čaju!

Kipuća voda je popraćena promjenama u karakteristikama njenog faznog stanja i stjecanjem parovite konzistencije kada se postignu određeni temperaturni pokazatelji.

Kako bi se voda prokuhala i pospješilo oslobađanje pare, potrebna je temperatura od 100 stupnjeva Celzijusa. Danas ćemo se pokušati pozabaviti pitanjem kako razumjeti da je voda prokuhala.

Svi smo od djetinjstva slušali savjete roditelja o tome što jedino smijemo konzumirati kuhana voda. Danas možete pronaći i pristaše i protivnike takvih preporuka.

S jedne strane, prokuhavanje vode zapravo je neophodan i koristan postupak, jer ga prate sljedeći pozitivni aspekti:

• Kada voda dosegne temperaturu od 100 stupnjeva ili više, to je popraćeno smrću mnogih patogenih mikroorganizama, pa se ključanje može nazvati svojevrsnim pročišćavanjem tekućine. Za učinkovitu borbu kod bakterija, stručnjaci preporučuju kuhanje vode najmanje 10 minuta.
• Prokuhavanje vode također uklanja razne nečistoće koje mogu predstavljati određenu opasnost za ljudsko zdravlje. Znak uklanjanja nečistoća je stvaranje kamenca, koji često vidimo na stjenkama kuhala za vodu i tava. Ali morate uzeti u obzir da kada kuhate čaj samo s prokuhanom vodom, postoji velika vjerojatnost redovitog punjenja tijela kristaliziranim naslagama, što je prepuno razvoja urolitijaze u budućnosti.

Šteta od kipuće vode može biti posljedica nepoštivanja navedenih preporuka u vezi s vremenom vrenja.

Ako ste tekućinu zagrijali na 100 stupnjeva i odmah je maknuli s vatre, nema sumnje da većina mikroorganizama nije negativno utjecala. Kako biste to izbjegli, obavezno kuhajte vodu 10 do 15 minuta.

Još jedan negativna strana Kada voda proključa, dolazi do gubitka kisika, vitalnog elementa za svaki živi organizam.

Zahvaljujući velikim molekulama kisika, osigurana je distribucija korisnih elemenata Krvožilni sustav. Naravno, nedostatak kisika nije štetan za zdravlje, ali ne donosi nikakvu korist.

Postoji nekoliko načina da odredite kada voda proključa. Razlikuju se prije svega po tome u kakvom se loncu kuha tekućina. Čajnici se najčešće koriste za pripremu čaja ili kave, ali lonci se koriste za kuhanje.

Dakle, prvo morate napuniti čajnik hladna voda iz slavine i stavite posudu na vatru. Kako se zagrijava, jasno će se čuti pucketanje, koje će zamijeniti sve jače šištanje.

Sljedeća faza je smirivanje šištanja, koje zamjenjuje tihi šum, čija pojava je popraćena ispuštanjem pare. Ovi znakovi će značiti da je voda u kuhalu proključala. Sve što trebate učiniti je pričekati 10-ak minuta i maknuti kuhalo za vodu s vatre.

Puno je lakše utvrditi kuha li voda u otvorenim posudama. Napunite tavu potrebnom količinom hladne vode i stavite posudu na vatru. Prvi znakovi da će voda zakuhati bit će pojava malih mjehurića koji se stvaraju na dnu posude i dižu se prema vrhu.

Sljedeća faza je povećanje veličine mjehurića i njihovog broja, što je popraćeno stvaranjem pare iznad površine posude. Ako voda počne ključati, to znači da je tekućina dosegla temperaturu potrebnu za ključanje.

Sljedeće činjenice bit će vam vrlo korisne:

• Ako želite što brže dovesti vodu do vrenja pomoću lonca, svakako pokrijte posudu poklopcem kako biste zadržali toplinu. Također morate zapamtiti da u velikim posudama vodi treba više vremena da proključa, što je povezano s više vremena zagrijavanja takve posude.
• Koristite samo hladna voda iz slavine. Činjenica je da Vruća voda može sadržavati kontaminante olova u sustavu vodoopskrbe. Prema mišljenju mnogih stručnjaka, takva voda nije prikladna za konzumaciju i korištenje u kuhanju, čak ni nakon kuhanja.
• Posude nikada ne punite do vrha, jer će voda kad proključa izliti iz posude.
• Kako se nadmorska visina povećava, vrelište se smanjuje. U tom slučaju može biti potrebno dulje vrijeme kuhanja kako bi se osiguralo da su svi patogeni ubijeni. Ovu činjenicu trebate uzeti u obzir kada idete na planinarenje.

Također biste trebali poduzeti sve mjere opreza kada kontaktirate ne samo Vruća voda, spremnik, ali i s ispuštenom parom, koja može izazvati ozbiljne opekline.

Naravno, na 100° Celzijusa, svatko od nas će odgovoriti. Odgovarajući na ovaj način na ovo pitanje, često zaboravimo da je naš odgovor točan samo za vodu pod pritiskom zraka na površini zemlje.

Tekućina vrije kada tlak pare iznad nje postane jednak tlaku zraka ili drugog plina iznad površine tekućine. Vrelište je, dakle, promjenjiva vrijednost i ovisi o tlaku pod kojim se tekućina nalazi. Čim tekućinu stavite u razrijeđeni prostor, njezino vrelište se smanjuje.

Popnimo se na vrh planine Kazbek (5043 m nadmorske visine), gdje je tlak zraka 405 mm Hg, i pokušajmo izmjeriti temperaturu "kipuće vode" - termometar će pokazati samo 83 °. U rijetkom prostoru možete dobiti potpuno "hladnu" kipuću vodu. Na primjer, pri tlaku od 17,5 mm Merkur voda će kuhati na 20°. Bit će to stvarno "hladna" kipuća voda.

U kemijskoj, prehrambenoj i drugim industrijama ponekad je potrebno ispariti ogromne količine tekućina. Ovo isparavanje je posebno učinkovito u vakuumu. U nekim slučajevima, sposobnost brzog isparavanja vode na niskoj temperaturi je ključna: otopljeni proizvod je zaštićen od raspadanja. Kada se mlijeko, sokovi od voća i bobičastog voća, kvasac i organska bojila ispare u vakuumu, njihova najvažnija svojstva ostaju sačuvana.

U mljekarama, vakuum se koristi ne samo za isparavanje mlijeka i njegovo sušenje, već i za osiguranje da nikakva kontaminacija ne uđe u mlijeko i njegove proizvode tijekom pumpanja. Da bi se mlijeko prebacilo iz jedne bačve u drugu ili u cisternu, stvara se vakuum i samo mlijeko juri u željenom smjeru.

Vakuum se također koristi u tvornici konzervi. Kako bi se ubile bakterije koje su dospjele u limenku tijekom pakiranja, ona se zagrijava i drži na povišenoj temperaturi. Ako je u staklenci ostalo zraka prije zatvaranja, on će se proširiti dok se zagrijava i može puknuti staklenku. Da se to ne bi dogodilo, staklenka se vakumira prije zatvaranja.

Najsavršeniji način da hranu očuvate svježom je brzo je zamrznuti i zatim osušiti - smrzavajući vlagu pod vakuumom. Ovo je najnapredniji način čuvanja hrane.

Je li moguće stvoriti vakuum bez pumpe? Da, možete. Da biste dobili vakuum bez pumpe, trebate dio plina pretvoriti u tekućinu jakim hlađenjem.

Ova tehnika se koristi kod isparavanja u vakuumu. Na sl. 30 prikazuje postrojenje za isparavanje u tvornici šećera, koje se sastoji od više, obično tri, serijski spojenih jedinica. Prvi od njih zagrijava se parom koja dolazi iz kotlovnice, drugi parom iz prve, a treći parom iz druge. U prvi aparat ulazi prethodno ispareni sirup koji je prošao kroz drugi i treći aparat. Sirup prokuha, dio vode ispari,

A kada koncentracija postane dovoljna, sirup se ispušta da kristalizira šećer ili se proces kristalizacije provodi u samom aparatu. Dobivena mješavina melase i kristala pušta se u daljnju obradu. Para iz trećeg aparata ulazi u kondenzator, gdje se hladi vodom i kondenzira. Prilikom kondenzacije pare stvara se vakuum pod kojim se sirup nalazi u trećem uparivaču. Vrelište sirupa u tijelima za isparavanje ovisi o veličini vakuuma. Budući da zrak može prodrijeti u uređaj za isparavanje, na kondenzator je priključena vakuumska pumpa za održavanje vakuuma. Voda nastala u kondenzatoru, dok se nakuplja, teče niz barometarsku cijev, čiji je stupanj ispunjenosti vodom određen veličinom vakuuma. U svakom od isparivača otopina vrije na niskoj temperaturi, budući da je tlak u njima ispod atmosferskog. To omogućuje bolje korištenje topline iz pare za grijanje.

U kemijskoj industriji ne provodi se samo isparavanje u vakuumu, već se mnogi proizvodi suše i kristaliziraju.

U bilo kojoj industriji vidjet ćemo upotrebu vakuuma. Mnogi čitatelji vjerojatno nisu čuli da čak iu proizvodnji opeke vakuum može igrati ulogu važna uloga. U proizvodnji opeke postoji vrsta greške, koja se slikovito naziva "zmajev zub". U ovom slučaju, cigla izlazi iz preše s poderanim rubom. To ovisi o svojstvima gline, a teško je riješiti se ove vrste nedostatka. I tu usisivač pomaže! Čim se stvori vakuum u komori za prešanje opeke, brak prestaje. To se događa jer se iz gline uklanjaju mjehurići zraka, glinena masa postaje gušća i kohezivnija te se bolje oblikuje.

Vakuum preše imaju široku primjenu u keramičkoj industriji, gdje su zahtjevi za preradom plastičnih masa posebno visoki.

metalurgija je također počela široko koristiti vakuum, što obećava značajno povećanje kvalitete metala. Vatreni tok rastaljenog lijevanog željeza ispušta se iz visoke peći. Puni se golemi lonac koji sadrži desetke tona metala, a lonac se dovodi do stroja za lijevanje. Iskre, šištanje vode, buka mehanizama, a sada beskrajni lanac vuče kalupe s još uvijek vatreno crvenim, ali postupno tamnjećim, skrućujućim lijevanim željezom. Na drugom kraju stroja iz kalupa se vadi šipka od lijevanog željeza – prase. Ista slika vrijedi i za snažnu peć s otvorenim ložištem. Ovdje se čelik, svjetlucav u svim nijansama - od blistavo bijele do narančasto-crvene, izlijeva u goleme kalupe, skrućuje u ingot koji će ići u moćnu valjaonicu, savijati, rastezati, valjati i pretvarati u stotine metara od greda ili tračnica.

Ali što je to? Nakon što je toliko truda uloženo u proizvodnju čelika - otopljen, izliven, ohlađen, ponovno zagrijan, valjan - gotove tračnice bacaju se u stranu i šalju natrag u peć s otvorenim ložištem na topljenje zajedno sa zahrđalim otpadom.

Ovo je brak! Tanak - tanji od dlake - pukotine, mjehurići, šupljine pojavile su se u odljevku u neprihvatljivim količinama, a gotov proizvod je odbijen, ne može pouzdano raditi.

Što je bilo, gdje je razlog za brak? Ispada da su glavni uzrok raznih nedostataka u čeliku plinovi otopljeni u metalu. Kada se metal tali, u peći se odvija niz složenih procesa, koji su u nekim slučajevima popraćeni oslobađanjem velike količine plinovi Neki plinovi ostaju u rastaljenom metalu. Tijekom hlađenja, kada se rastaljeni metal skrutne u jak i gust ingot, u njemu ostaju plinovi koji stvaraju nedostatke. U čeliku se mogu otopiti vodik, dušik i kisik. Njihov težinski broj je mali. Vodik je, na primjer, sadržan u količini od oko 0,001%; ali u volumenu je 4-10 kubnih metara. cm pri normalnom tlaku za svakih 100 grama čelika. Vodik ispunjava male šupljine u čeličnom polugu. Tijekom procesa hlađenja metal se skuplja iu prostoru ispunjenom plinom može se razviti visokotlačni, dosežući nekoliko tisuća

Atmosfere Taj pritisak stvara male pukotine u metalu – ljuskice. Metalurzi se dugo bore protiv svojih neprijatelja - plinova otopljenih u lijevanom željezu, čeliku i drugim metalima. Da bi se njihov broj smanjio, u metal se tijekom taljenja unose razne tvari koje bi mogle kemijski vezati plinove. Čeliku se u tu svrhu dodaju aluminij, silicij, titan i druge tvari, ali to nije uzalud. Nastaju nemetalni spojevi koji smanjuju kvalitetu metala, čak i ako su sadržani u stotinkama postotka.

I ovdje su metalurzi uz pomoć vakuuma uspjeli poboljšati kvalitetu metala. Ako se lonac rastaljenog čelika stavi u vakuum, plinovi će brzo početi izlaziti iz njega. U vakuumu se topljivost plinova u metalu naglo smanjuje. Kvaliteta odljevaka se povećava.

Metode kratkotrajnog otplinjavanja čelika koje su razvili sovjetski znanstvenici izravno u lijevima i kalupima smanjuju sadržaj plina u njemu nekoliko puta.

U vakuumu se ne samo uklanjaju plinske nečistoće, već se i tijekom lijevanja i hlađenja metal štiti od djelovanja aktivnih plinova, prvenstveno kisika.

Visokokvalitetne krom molibden legure za lopatice turbina i Legure nikla za radio opremu tope se u vakuumu kako bi se izbjegla oksidacija.

Vakuumsko otplinjavanje posebno je važno za specijalne čelike. Ležajevi od vakuumskog čelika traju tri do četiri puta duže od onih od običnog čelika. Gubici električne energije u magnetskim čelicima za jezgre transformatora su smanjeni. Smanjuje se glavni nedostatak čelika otpornih na toplinu - krhkost. Povećava se kemijska otpornost nehrđajućeg čelika. Samo popis prednosti koje pruža uporaba vakuuma pri topljenju metala govori visoka efikasnost ovaj proces.

Za vakuumsko taljenje visokokvalitetnih čelika stvorene su indukcijske peći u kojima se cijeli proces, uključujući i lijevanje, odvija u vakuumu. Peć je u cijelosti smještena u hermetički zatvoreno kućište spojeno na snažne vakuumske pumpe.

Od velikog praktičnog interesa nije samo taljenje u vakuumu, već i destilacija metala u vakuumu.

Svaki dan promatramo kako tekućine isparavaju. Kapate nekoliko kapi etera na dlan, mahnete rukom - pojavi se osjećaj hladnoće, a tekućina nestane, ispari, a miris etera se širi u zraku. Molekule etera bile su raspoređene između molekula plina zraka.

Teško je zamisliti da čelik ili drugi jaki i stabilni metali mogu ispariti poput etera. I doista, koliko god čeličnu ploču držali na zraku na uobičajenim temperaturama, njezina se težina neće smanjiti, osim, naravno, ako je zrak suh i isključena je mogućnost hrđanja. Međutim, moguće je stvoriti uvjete pod kojima će čak i najvatrostalniji metali postupno ispariti. Obratite pažnju na staru pregorjelu žarulju. Unutarnja površina staklene posude prekrivena je tamnim metalnim premazom. Odakle je mogao doći? Uostalom, lampa sadrži samo žarnu nit izrađenu od vrlo vatrostalnog i otpornog metala volframa. Analiza pokazuje da se ta naslaga sastoji od volframa koji je ispario prilikom zagrijavanja filamenta i taložio se na hladnoj površini staklene posude, baš kao što se vodena para, kada udari o hladnu površinu, kondenzira i površina se zamagli.

Na visokim temperaturama metali isparavaju na isti način kao voda ili eter na sobnoj temperaturi. Naravno, potrebna je vrlo visoka temperatura da bi isparavanje bilo vidljivo.

Relativno lako hlapljivi metali su cink, magnezij, krom i neki drugi. Dakle, pritisak pare

1 10""2 mmHg postiže se za cink na 350°, magnezij na 439°, krom na 917°. Istodobno, željezo na 750° ima tlak pare od samo 1 10~8 mm Hg, a volfram ima isti tlak pare na temperaturama iznad 2100°.

Sposobnost isparavanja metala u vakuumu široko se koristi u Moderna tehnologija. Ovo se svojstvo koristi za nanošenje zaštitnih premaza metalnog kroma na površinu metala. Tko se od vas nije divio srebrnastom sjaju premaza dijelova automobila, koji ne blijede ni na kiši ni na suncu, izdržljivi su i lijepi. Ovaj premaz je tanki film metalnog kroma.

Kromov film može se taložiti elektrolizom, ali je uporaba vakuuma pridonijela širenju uporabe tzv. termokromiranja. Kod ove metode dijelovi i drobljeni krom s određenim dodacima stavljaju se u peć. Peć se puni plinovitim klorom, a zatim počinje zagrijavanje. Dodaci apsorbiraju klor i stvara se vakuum u pećnici. Krom počinje isparavati i taložiti se u tankom sloju na površini dijelova.

Vakuumska metoda termokromiranja pojednostavljuje pripremu dijelova za premazivanje, smanjuje potrošnju kroma i pojednostavljuje opremu. Kada je potreban metal visoke čistoće, vakuum pomaže u uklanjanju tragova nečistoća raznih tvari, na primjer, u magnetskim, toplinski otpornim nehrđajućim čelicima. Visoki vakuum je neophodan za uklanjanje visoko hlapljivih nečistoća (olovo, kadmij, bizmut) iz bakra.

Za dobivanje čistih, vrlo hlapljivih metala koriste se taljenje i destilacija u visokom vakuumu. Baš kao što se alkohol destilira da bi mu se povećala snaga i odvojio od nečistoća, destiliraju se npr. živa, cink, kadmij, a ponekad i magnezij.

Čak i silicijeva kiselina, koja čini tako naizgled stabilan materijal kao što je kvarcni pijesak, zamjetno isparava u visokom vakuumu. A krom je toliko hlapljiv u visokom vakuumu da intenzivno isparava prije nego što se i otopi.

Vakuumskom destilacijom dobivaju se iznimno čisti metali. Moguće je dobiti aluminij koji je čišći nego elektrolizom, s udjelom željeza manjim od jedne tisućinke postotka. Poznato je da aluminij lako oksidira na zraku, aktivniji je film aluminija dobiven tijekom destilacije, a samo visoki vakuum štiti metal od oksidacije. Ista je uloga vakuuma i kod taljenja molibdena. Samo u peći s visokim vakuumom bilo je moguće taliti ovaj vatrostalni metal, koji se tali na temperaturama iznad 2600° C, bez oksidacije.

Primjena vakuuma u metalurgiji dovela je do razvoja tehnologije za proizvodnju vakuuma u velikim količinama i s velika brzina. Sve veći učinak crpke omogućuje postavljanje sve veće opreme u prazni prostor.

Trenutno su već stvorene peći za istovremeno taljenje 1 tone čelika u vakuumu od 1-10"2-

1 1SG3 mmHg.

Oblikovanje i vakuumsko lijevanje daju vrlo precizne odljevke.

Za korištenje vakuuma u metalurgiji izgrađene su uljne difuzijske pumpe s ulaznim promjerom od 80 cm i brzinom crpljenja od 14 000 l! sec, pri teoretskoj brzini do 60 000 l! sek.

Čak i letimičan pregled upotrebe vakuuma u metalurgiji pokazuje da ova najvažnija grana tehnologije uvelike koristi sposobnost reguliranja svojstava plinskog okoliša koji okružuje metal u svim fazama njegova "života" od taljenja do obrade. Izgledi su ovdje još širi. Snažni vakuumski uređaji uskoro će postati sastavni dio metalurškog pogona kao i stanice za puhanje za dovod zraka u peći.

Proces kuhanja vode vrlo je zanimljiv, au isto vrijeme i vrlo složen proces. Vrenje je proces kojim tvar (u ovom slučaju voda) prelazi iz tekućeg u plinovito stanje. Da bi voda proključala, potrebna vam je odgovarajuća temperatura, inače proces neće započeti. U normalnim uvjetima, vrelište vode je 100 stupnjeva Celzijusa. Na toj temperaturi voda će se početi pretvarati u plin.

Kako voda vrije

Čim voda dosegne 100 stupnjeva, tekućina će se početi pretvarati u paru. Kako biste lakše zamislili cijeli proces transformacije, malu metalnu posudu napunite vodom i stavite je na vatru. Evo što će se dogoditi:

• voda u tavi će se početi zagrijavati;
• kada temperatura vode dosegne 100 stupnjeva, na samom dnu posude počet će se stvarati mjehurići s parom;
• Dospijevši na površinu, ovi mjehurići pucaju, ispuštajući paru na slobodu;
• količina vode u posudi postupno će se smanjivati.

Tako će nakon određenog vremena voda u posudi potpuno nestati, pretvarajući se u paru. Usput, nemojte brkati vrenje i isparavanje; ti se procesi razlikuju jedan od drugog. Isparavanje se može dogoditi na bilo kojoj temperaturi, a vrenje samo na određenoj temperaturi. Također, proces vrenja odvija se u cijeloj tekućini, a tijekom isparavanja voda se pretvara u paru, počevši od površine vode. Kako tekućina isparava, postupno će se hladiti.

Koji drugi uvjeti utječu na proces vrenja?

Zapravo, do vrenja može doći na nižim ili višim temperaturama od 100 stupnjeva. Uz temperaturu, jednako važno mjesto zauzima i tlak. Tako, na primjer, ako se počnemo penjati na planine, pritisak će se smanjiti, a samim time i vrelište. Ako se spustimo u duboko okno, tlak će se povećati, a samim time i vrelište. Osim pritiska važno je i stalno zagrijavanje vode inače temperatura će pasti i proces će se zaustaviti.