Boiling transforme la matière d'un état liquide, à un autre, le gaz. Philosophiquement, il est l'un des concepts les plus intéressants à considérer: qu'un matériau peut être solide, liquide, gazeux et --- mais toujours le même matériau. Les changements de l'état de l'eau sont responsables des rivières et des précipitations, il est donc utile de prendre un peu de temps pour enquêter sur la façon dont les changements d'état se produisent. Trois facteurs interviennent: la structure moléculaire de la substance, la température et la pression.
Ébullition, Défini
Quand un liquide bout, il est pas que l'air apparaît soudainement à l'intérieur. Le liquide se transforme en gaz. Les bulles que vous voyez dans un pot d'eau bouillante sont composés d'eau vapeur d'eau ---. Lorsque la température augmente, les molécules de la substance chauffée ont plus d'énergie, ce qui signifie qu'ils se déplacent plus rapidement à l'échelle moléculaire. Au point d'ébullition, certaines molécules se déplacent assez rapidement pour devenir un gaz. Certaines de ces molécules de gaz se bump contre le côté de la bulle et revenir sous forme liquide, mais il y a d'autres molécules sur le bord liquide de la bulle qui va sauter dans la bulle pour remplacer les molécules absorbées. Parce que la vapeur est moins dense que le liquide, les bulles remontent à la surface et sont libérés dans l'air sous forme de vapeur.
Les forces en présence
Parce que la température augmente donne des molécules plus d'énergie, ils essaient de pousser plus loin les uns des autres. Un peu comme le début d'une partie de billard, quand toutes les boules sont dans un bouquet; si vous venez de les taper avec la bille blanche ils restent à peu près dans un bouquet. Si vous envoyez la bille blanche voler avec beaucoup d'énergie, les boules de billard vont tirer sur la table, écartant les uns des autres. Maintenant, imaginez que les billes sont enveloppés avec une bande de caoutchouc. La boule essaye de les pousser dehors, mais la bande de caoutchouc ne les laissera pas aller très loin les uns des autres. Dans une casserole d'eau, la chaleur ajoutée du brûleur est comme la bille blanche et la pression est comme la bande de caoutchouc. Si la bande de caoutchouc est très lâche, les balles peuvent facilement écartées, si elle est très serré, il faut plus d'énergie beaucoup pour les envoyer voler.
Point et la pression d'ébullition
Quand une casserole d'eau assis sur un poêle est chauffé, les molécules sont poussés plus éloignés les uns des autres. Mais ils ne peuvent pas aller trop loin, parce que l'air pousse vers le bas sur l'eau, en gardant les molécules de se propager. Si vous réduisez la pression externe, les molécules d'eau ne sont pas poussés ensemble aussi fortement, ce qui signifie qu'il ne prend pas autant de chaleur pour faire bouillir. L'abaissement de la pression change le point d'équilibre --- le point où un liquide peut convertir en un gaz. Lorsque la pression diminue, le point d'ébullition est réduite également.
Diagrammes de phase
Les scientifiques ont développé une méthode pour garder une trace de l'interaction entre la pression, la température et le matériau appelé un diagramme de phase. Un diagramme de phase montre comment la pression et la température contrôlent l'état, ou de phase, d'un matériau. Les diagrammes de phase montrent à quelles températures et pressions existent, les phases liquide et gazeuse solides d'un matériau. Les frontières entre les différentes phases de matériaux représentent des régions où plus d'un état de la matière peut exister en même temps. Par exemple, à une pression d'une atmosphère et une température de 100 degrés Celsius, à la fois les phases gazeuse et liquide de la matière peuvent exister ensemble.