Kas ir viršanas temperatūras paaugstināšanās?

Viršanas temperatūras paaugstināšanās ir efekts, kas rodas, kad materiāls tiek izšķīdināts tīrā šķīdumā, izraisot maisījuma viršanas temperatūras paaugstināšanos. Izšķīdināto vielu, izšķīdināmo materiālu, pievieno tīram šķīdumam, ko sauc par šķīdinātāju, kas samazina maisījuma tvaika spiedienu. Maisījuma tvaika spiediena samazināšana nozīmē, ka maisījuma vārīšanai ir nepieciešams vairāk enerģijas, kā rezultātā maisījumam ir augstāka viršanas temperatūra.

Katrai ķīmiskajai vielai ir izmērāmas viršanas temperatūras izmaiņas maisījumos ar dažādiem šķīdinātājiem. Šis izmērāmais daudzums ir pazīstams kā molālā viršanas punkta paaugstinājuma konstante vai molālā pacēluma konstante. Ja ķīmiskās vielas koncentrācija maisījumā ir zināma vai izmērīta, šo koncentrāciju var reizināt ar mola pacēluma konstanti un aprēķināt iegūto viršanas punkta paaugstinājumu un salīdzināt to ar izmērītajām vērtībām. Mola pacēluma konstanti var izmantot arī, lai noteiktu izšķīdušās vielas koncentrāciju maisījumā, mērot maisījuma viršanas temperatūru un dalot šķīdinātāja viršanas temperatūras paaugstināšanos ar mola pacēluma konstanti.

Izplatīts un noderīgs viršanas punkta paaugstināšanas pielietojums ir antifrīza, parasti etilēnglikola, pievienošana automašīnu dzesēšanas sistēmām. Etilēnglikolu 50 tilpuma procentu koncentrācijā pievieno ūdenim automašīnas radiatorā, lai novērstu sasalšanu, bet iegūtā šķīduma viršanas temperatūras paaugstināšanās ir ieguvums. Ūdens vārās 212° pēc Fārenheita (100° pēc Celsija); etilēnglikola un ūdens maisījums vārās 225 ° Fārenheita (107.2 ° C) temperatūrā un pat augstāk, ja dzesēšanas sistēmā ir spiediens, kas ir normāli automašīnu dzesēšanas sistēmām.

Pavāri ir izmantojuši viršanas temperatūras paaugstināšanas priekšrocības gadsimtiem ilgi. Sāls pievienošana ūdenim paaugstina maisījuma viršanas temperatūru, kā rezultātā paātrina gatavošanas laiku. Okeāna jūras ūdens, kas satur aptuveni 3.5 procentus kopējo sāļu, vārās 216.5 ° Fārenheita (102.5 ° C) temperatūrā. Iespējams, ka tā nav liela atšķirība no vienkārša ūdens, taču pavāri parasti dod priekšroku ātrākai gatavošanai.

Viršanas temperatūras paaugstināšanās, kas rodas no maisījuma, ir molālās viršanas temperatūras konstantes faktors, tāpēc maisījuma viršanas temperatūra turpinās paaugstināties, jo maisījumam pievieno vairāk izšķīdušās vielas. Tas rodas no šķīdinātāja tvaika spiediena samazināšanās, jo tā molekulas aiztur izšķīdinātā viela. Viršanas temperatūras paaugstināšanai patērētāju un rūpniecībā ir praktiski ierobežojumi. Piemēram, automobiļu dzesēšanā tīra etilēnglikola viršanas temperatūra ir 386 ° Fārenheita (197 ° C), ko var uzskatīt par priekšrocību. Tīra etilēnglikola viskozitāte vai biezums aukstākā temperatūrā padara tā lietošanu nepraktisku, jo 40 ° Fārenheita (4.4 ° C) temperatūrā tīra etilēnglikola izmērītais biezums ir septiņas reizes lielāks nekā 50% etilēnglikola. un ūdens šķīdums.