Visa fråga/svar

 

Värme [19208]

Fråga:
Rör sig atomerna i olika ämnen lika snabbt vid sin egen kokpunkt?
/Peter S, Mariaskolan, Limhamn

Svar:
Låt oss börja med vad Wikipedia säger om kokpunkt:

Kokpunkten för ett ämne är den temperatur då vätskan kokar. Fysikaliskt sett säger man att kokpunkten är den temperatur då en vätskas ångtryck är lika stor som omgivningens tryck. En vätska kan genom avdunstning övergå till gasform även vid temperaturer under kokpunkten. Avdunstning kan emellertid endast ske vid vätskans yta. För att gasbubblor skall bildas krävs oftast någon sorts ojämnhet i behållaren. I en väldigt slät behållare kan vätskan bli överhettad, för att sedan plötsligt bilda många stora bubblor som kan göra att vätskan kokar över.

Kokpunkten beror på omgivande lufttryck. Därför anges kokpunkten vanligen vid lufttrycket vid havsytan. På högre höjder, där lufttrycket är lägre, är även kokpunkten lägre. För att bestämma kokpunkten vid olika temperaturer kan man använda sig av Clausius–Clapeyrons ekvation.

På atomnivå är kokpunkten det tillstånd när vätskemolekyler har tillräckligt med värmeenergi för att övervinna olika bindningar mellan molekylerna. Därför är kokpunkten även ett mått på dessa bindningars styrka.

Kokpunkten beror alltså inte direkt av hastigheten utan på bindningen mellan atomer/molekyler. He har mycket lite bindning och mycket låg kokpunkt. Vatten har stor bindning (speciellt beroende på att vattenmolekylen är polär) och mycket hög kokpunkt.

Det kostar alltså en viss bindningsenergi DH för att lösgöra en molekyl från vätskefasen. Denna energi tas från vätskan. Vätskan kyls alltså av avdunstningen. Molekylernas medelenergi är 3kT/2, så avdunstningen (och därmed kokpunkten) bestäms av DH. Man får alltså en temperaturberoende jämvikt mellan molekyler som lämnar vätskan och molekyler som kondenserar.

Det är viktigt att skilja på kokning och avdunstning. Avdunstning sker vid alla temperaturer. De molekyler som har högst hastighet kan lämna vätskan från vätskeytan. Om molekylerna inte förs bort kommer man att få ett jämviktstillstånd (molekyler avdunstar och kondenserar tillbaka till vätskan) med ett visst partialtryck (ångtryck) hos den avdunstade gasen. När detta partialtryck med ökande temperatur blir lika med det omgivande atmosfärstrycket är det möjligt att det bildas bubblor. Detta kallas kokning. Bubblorna har lägre densitet än vätskan så de stiger till ytan. Det kostar energi att bilda bubblor (ytspänningsenergi) vilket under vissa förhållanden kan göra att bubblor inte bildas -- vattnet blir överhettat, se fråga 2458 .

Se vidare Boiling_point och Evaporation .
/Peter E

Nyckelord: kokpunkts/fryspunkts förändring [10];

*

 

 

Frågelådan innehåller 7180 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-23 11:27:37.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.