الارتفاع في درجة الغليان

3.1 درجة الغليان

درجة غليان السائل

• هي درجة الحرارة التي يتساوى عندها الضغط البخاري للسائل مع الضغط الجوي (الخارجي) عند سطح السائل.
• وعندها يمكن أن تتكون فقاعات البخار في كل أجزاء السائل وتصعد.

النتائج:

• تحت الضغط الجوي المعتاد (القياسي) تكون درجة غليان السائل النقي ثابتة (100°C للماء)، ولذلك يمكن الاستدلال بها على درجة نقاء السوائل: فالسوائل غير النقية تغلي عند درجة مختلفة وعلى مدى.
• تعتمد درجة الغليان على الضغط الخارجي:
  • زيادة الضغط ترفع درجة الغليان. مثال: القدر الكاتم (حلة الضغط) يحبس البخار فيصل الضغط إلى نحو 2 atm ويغلي الماء عند نحو 120°C فيُطهى الطعام أسرع.
  • انخفاض الضغط يخفض درجة الغليان. على الارتفاعات العالية يقل الضغط الجوي فيغلي الماء عند أقل من 100°C (نحو 90°C على ارتفاع 3000 m ونحو 71°C فوق قمة إفرست). ويستغرق الطهي وقتًا أطول هناك.

3.2 تأثير المذاب غير المتطاير

• عند إذابة مادة غير متطايرة في الماء يصبح الضغط البخاري للمحلول أقل من الماء النقي عند الدرجة نفسها (القسم 2).
• ولكي يصل الضغط البخاري إلى الضغط الجوي يجب تسخين المحلول إلى درجة أعلى.
• لذلك تكون درجة غليان المحلول أعلى من درجة غليان الماء النقي تحت الضغط نفسه؛
• أي تلزم طاقة أكبر لتبخير السائل بسبب قوى التجاذب بين جسيمات المذاب وجزيئات الماء (المذيب).

• ويتناسب الارتفاع في درجة الغليان طرديًا مع عدد الجسيمات المذابة (مع التركيز المولالي في المحاليل المخففة): ΔT_b = i · K_b · m ، حيث m التركيز المولالي (مولات المذاب لكل kg مذيب) وi عدد الجسيمات الناتجة من وحدة الصيغة (NaCl: 2 ؛
• CaCl₂: 3 ؛
• جلوكوز: 1) وK_b للماء = 0.512 °C·kg/mol.
• (هذه الصيغة إضافة لتساعدك في الحسابات؛
• أما الكتاب فيذكر التناسب فقط).