BOILING: KHÁI NIỆM, CÁC LOẠI VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Sự sôi là sự thay đổi trạng thái hoặc một pha lỏng sang trạng thái khí. Nó xảy ra khi một chất lỏng được làm nóng đến điểm sôi của nó: nhiệt độ tại đó áp suất hơi của chất lỏng bằng áp suất khí quyển tác dụng lên bề mặt chất lỏng.

Nói chung, khi đun sôi, nhiệt được cung cấp ở phần dưới của vật chứa có chứa chất lỏng. Ở đó bắt đầu hình thành các bong bóng tăng thể tích khi chúng tăng lên trên bề mặt chất lỏng, vì áp suất lên chúng giảm khi chúng tăng lên.

Khi một chất lỏng sôi, nó được cho là đã đạt đến điểm sôi của nó. Nguồn: Pixabay.

Khi đun nóng chất lỏng là nước, các bọt khí có chứa hơi nước; nghĩa là chúng đã chứa nước ở trạng thái khí. Ngoài ra, các bong bóng được phân bố trong toàn bộ thể tích của chất lỏng. Nhiệt độ sôi của nước là khoảng 100ºC, ở áp suất 1 atm (760 mmHg).

Để tạo ra sự thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể khí, cần phải cung cấp năng lượng (entanpi hóa hơi). Trong khi quá trình sôi xảy ra, nhiệt độ của nước không đổi ở 100 ºC, vì nhiệt năng bị mất khi các phân tử nước lỏng thoát ra dưới dạng hơi nước.

Các kiểu đun sôi

Có hai dạng sôi chính: tạo hạt nhân và thông lượng nhiệt tới hạn.

Trong quá trình sôi nucleate, các bong bóng có thể tích nhỏ hình thành ở những vị trí khác nhau trong thể tích của chất lỏng.

Sự hình thành các bong bóng được quan sát thấy sau khi nhiệt độ tăng

Trong khi đó, ở dòng nhiệt tới hạn, sự sôi xảy ra khi bề mặt được cung cấp nhiệt để gây sôi, nóng lên trên giá trị nhiệt độ tới hạn, tạo thành một lớp hơi trên bề mặt.

Điểm sôi

Các yếu tố xác định nhiệt độ sôi

Áp suất không khí

Sự gia tăng áp suất khí quyển làm tăng nhiệt độ sôi, vì cần phải tăng áp suất hơi nước để cân bằng áp suất khí quyển. Để đạt được điều này, nhiệt độ nước phải tăng lên, đòi hỏi lượng calo tiêu thụ cao hơn.

Ngược lại, khi áp suất khí quyển giảm, như xảy ra ở một ngọn núi có độ cao so với mực nước biển, nhiệt độ sôi sẽ giảm, vì cần áp suất hơi thấp hơn áp suất khí quyển.

Lực lượng giữa các phân tử

Các phân tử trong dung dịch có một số loại tương tác, bao gồm: lực phân tán hoặc lực Luân Đôn, lực lưỡng cực-lưỡng cực và liên kết hydro. Độ lớn của các lực này càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao.

Năng lượng nhiệt là cần thiết để phá vỡ sự tương tác giữa các phân tử để chúng có thể có đủ năng lượng cho sự sôi. Ví dụ: metyl ete (C ₂ H ₆ O) có nhiệt độ sôi là 25 ° C, còn ete etylic (C ₄ H ₁₀ O) có nhiệt độ sôi là 78,5 ° C.

Sự khác biệt giữa các điểm sôi, mặc dù có cấu trúc hóa học tương tự, được giải thích là do ete etylic có khối lượng phân tử lớn hơn; Cả hai đều hình thành liên kết hydro, nhưng lực phân tán trong C ₄ H ₁₀ O mạnh hơn trong C ₂ H ₆ O.

Sự khác biệt giữa sôi và bay hơi

Sự sôi bắt nguồn từ chất lỏng gần nguồn nhiệt, sau đó lan ra khắp thể tích của chất lỏng. Nó được nhìn thấy trong hình minh họa này:

Trong khi đó, sự bay hơi là một hiện tượng của bề mặt chất lỏng.

Sự bay hơi xảy ra khi một phân tử chất lỏng ở mặt phân cách không khí-lỏng có đủ năng lượng để thắng sức căng bề mặt tác dụng lên nó; do đó nó thoát ra khỏi xoang của chất lỏng và chuyển sang pha khí.

Sự bay hơi có thể xảy ra ở bất kỳ nhiệt độ nào, nhưng khả năng xảy ra nó sẽ tăng lên theo nhiệt độ. Trong hình ảnh sau đây, bạn có thể thấy nước bốc hơi từ mặt đất:

Ví dụ về đun sôi

Khử trùng bằng hơi nước

Quá trình này được thực hiện trong thiết bị gọi là nồi hấp, có khả năng tạo ra áp suất cao do hơi nước không thể thoát ra ngoài. Tương tự như vậy, nhiệt độ sôi của nước tăng lên, cho phép nước đạt nhiệt độ trên 100 ºC.

Trong nồi hấp, các vật liệu nuôi cấy mô, vật liệu phẫu thuật, vật liệu dùng trong phòng thí nghiệm, môi trường nuôi cấy,… được tiệt trùng. Các điều kiện được sử dụng để khử trùng trong nồi hấp là: áp suất 15 pound, nhiệt độ 121 ºC và thời gian là 15 phút.

Nấu thức ăn

Thức ăn được làm nóng bằng cách cho vào nước. Trong khi nấu, nhiệt độ được sử dụng bằng với nhiệt độ sôi của nước (100 ºC). Thực phẩm được làm nóng, trong thời gian mà kinh nghiệm cho thấy, để đạt được điều kiện tối ưu cho việc tiêu hóa.

Thực phẩm Trung Quốc sử dụng cách luộc và hấp tối thiểu để giữ được màu sắc, kết cấu và hương vị của thực phẩm. Kiểu nấu được gọi là đun nhỏ lửa sử dụng nhiệt độ dưới điểm sôi. Nấu chín thức ăn cũng được sử dụng bằng cách sử dụng hơi nước.

Nồi áp suất

Nồi áp suất được sử dụng để nấu chín thức ăn. Hoạt động của nó dựa trên khả năng hạn chế sự thoát hơi nước sinh ra vào khí quyển, làm tăng áp suất bên trong.

Sự gia tăng áp suất tác dụng lên bề mặt của chất lỏng trong nồi làm tăng nhiệt độ sôi và đạt đến nhiệt độ trên 100ºC. Điều này làm giảm thời gian nấu và do đó tiết kiệm nhiên liệu sử dụng.

Tản nhiệt

Nước được đun sôi trên bề mặt ưa nước để làm mát các lò phản ứng hạt nhân và các thiết bị điện tử công suất cao, do đó ngăn chúng quá nóng. Để đạt đến điểm sôi và sôi, nước phải lấy nhiệt từ môi trường xung quanh và điều này tạo ra sự giảm nhiệt độ của nó.

Xác định khối lượng mol chất tan

Tăng điểm sôi của nước là một tính chất keo tụ; và do đó phụ thuộc vào nồng độ của chất tan hòa tan. Biết rằng, có thể ước lượng được khối lượng mol của chất tan. Tuy nhiên, có những phương pháp chính xác hơn, chẳng hạn như khối phổ vẫn là một phương pháp hữu ích.

Ngành đường

Trong quá trình tinh luyện đường mía để sản xuất đường kết tinh, nước mía được đun sôi và nhiệt độ đạt được phụ thuộc vào nồng độ của đường trong đó.

Độ cao của điểm sôi của nước mía là thước đo nồng độ của đường trong dung dịch. Đây là thông tin quan trọng để đạt được sự kết tinh của đường.

Người giới thiệu

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 26 tháng 9 năm 2019). Định nghĩa sôi trong Hóa học. Phục hồi từ: thinkco.com
3. Wikipedia. (2019). Điểm sôi. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
4. Breslyn W. & Wyler C. (ngày 29 tháng 9 năm 2019). Sôi. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
5. Sôi. Được khôi phục từ: chem.purdue.edu
6. Các biên tập viên của Encyclopaedia Britannica. (Ngày 19 tháng 5 năm 2015). Sôi. Encyclopædia Britannica. Phục hồi từ: britannica.com
7. Giáo sư Sofía Gutiérrez de Gamboa. (2008). Tiệt trùng bằng sức người. . Đã khôi phục từ: ucv.ve
8. Đại học Purdue. (Ngày 30 tháng 4 năm 2018). Các bề mặt thấm nước có thể đun sôi nước một cách hiệu quả, giữ mát các thiết bị điện tử. Khoa học hàng ngày. Phục hồi từ: sciricalaily.com
9. Brennan, John. (2019). Sử dụng của độ cao điểm sôi. sciining.com. Phục hồi từ: sciining.com