Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: ebollizione e tensione di vapore

 
Salve a tutti. Qualche anima pia che mi aiuti?
Non riesco a capire come può la tensione di vapore di un liquido 
eguagliare la pressione atmosferica e provocarne ebollizione.
La tensione di vapore di un liquido è la pressione che il vapore 
esercita sulla superficie del liquido, quando liquido e vapore sono in 
equilibrio dinamico. Questo equilibrio, però, in un recipiente aperto 
non può mai essere raggiunto a causa della diffusione nell'atmosfera 
delle molecole di vapore.
L'ebollizione avviene in un recipiente aperto, ma in un recipiente 
aperto l'equilibrio non si può mai raggiungere. Per cui se non si 
raggiunge l'equilibrio, non si presenta la tensione di vapore e se non 
si presenta la tensione di vapore come fa quest'ultima ad eguagliare 
la pressione atmosferica, generando ebollizione???????
 

 pressione atmosferica, generando ebollizione???????
 
Dove avviene l'evaporazione? E dove avvengono il riscaldamento dell'acqua 
e la conseguente ebollizione? I moti convettivi trasportano calore dal 
basso verso l'alto, ma non annullano la differenza di temperatura.
 
-- 
Firma in allestimento


Infatti, avendo superato con la pressione di vapore la pressione 
atmosferica, l'acqua o altro, inizierà a bollire non potendo raggiungere una 
condizione di equilibrio ( sempre che tu continui a fornire energia).
PS. ho risposto a te anche su "
scienza.chimica.it
" 
 

 raggiunge l'equilibrio, non si presenta la tensione di vapore
 
La tensione di vapore si presenta sulla superficie di una bolla 
*interna* al liquido: all'interno della bolla la pressione e' 
determinata dall'equilibrio idrostatico e non e' esattamente la 
pressione atmosferica, ma la pressione atmosferica + la pressione 
esercitata dalla colonna di liquido sovrastante (in un pentolino puoi 
considerarla trascurabile, in un impianto industriale no).
 
Se la temperatura e' abbastanza alta da far si' che la tensione di 
vapore superi *questa* pressione, il liquido evapora *dentro* la bolla, 
questa aumenta di volume, la sua velocita' limite di risalita aumenta 
(perche' la spinta di galleggiamento aumenta con il volume, ossia con il 
cubo del raggio, e la resistenza viscosa solo con la superficie, cioe' 
con il quadrato del raggio) e la bolla arriva a galla molto piu' veloce 
delle bollicine che si formano all'inizio del fenomeno (e salgono 
lentissime, come le bollicine di un *buon* pinot brut). Per questo 
l'ebollizione e' tumultuosa.
 
 
Il problema intrigante e' piuttosto: come si formano le prime bollicine?
 
Se il liquido non contiene troppi gas disciolti e il suo riscaldamento 
e' molto graduale ed omogeneo (puoi ottenerlo mettendo un bicchiere 
d'acqua, fatto riposare un po' per eliminare i gas, in un forno a 
microonde) alla temperatura di ebollizione, e anche *un bel po'* oltre, 
non si formano affatto: e in queste condizioni puoi portare un liquido a 
temperature superiori a quella di ebollizione *senza* che si metta a 
bollire. L'equilibrio e' pero' metastabile: aumentando la temperatura, 
e' sempre piu' probabile che le fluttuazioni termiche diano luogo a zone 
dove tutte le molecole hanno energie tipiche del vapore piuttosto che 
del liquido, zone che diventano i nuclei delle bollicine in formazione.
 
Di solito, pero', il riscaldamento del liquido non e' omogeneo, ma 
ottenuto per contatto con una superficie calda (il fondo della pentola, 
ad esempio): in questo caso, le inevitabili microporosita' della parete 
costituiscono cavita' dove il flusso di calore dalla parete al liquido 
e' molto superiore che nelle zone piane, ed i nuclei si formano li'. Hai 
mai guardato l'acqua della pasta con gli spaghetti in mano aspettando 
che si metta a bollire? Poco prima dell'ebollizione tumultuosa, si vede 
il fondo della pentola coprirsi di bollicine e si sente un sibilo 
caratteristico: sono i nuclei che, formandosi, aumentano di volume 
trasmettendo all'acqua l'impulso sonoro.
 
Come tutti i fenomeni idrodinamici, spesso paradossali, l'ebollizione e' 
un fenomeno interessantissimo. Se vuoi approfondire un po', qui c'e' una 
tesi che ne parla diffusamente:
http://www.tesionline.it/consult/preview.jsp?pag=11&idt=12403
 
(Registrati e scarica il pdf, altrimenti non vedi le figure)
 
 
-- 
TRu-TS
Buon vento e cieli sereni


Mmhh... le cose vanno al contrario di quello che dici!
 
Le microbolle interne ad un liquido sono sostenute dalla tensione 
superficiale e sono ovviamente costituite da vapore saturo. 
Tali bollicine possono crescere determinando l'ebollizione solo quando
la pressione di vapore saturo interna eguaglia la pressione della fase
liquida. Trascurando i dislivelli, la pressione della fase liquida 
corrisponde a quella dell'aeriforme a contatto con la superficie del
liquido.
 
Pertanto: 
- in recipiente aperto l'ebollizione si innesca quando alla temperatura
del liquido corrisponde una pressione di vapore saturo interna alle
bolle uguale alla pressione atmosferica;
- in recipiente chiuso l'ebollizione _non_ puo' mai avvenire, almeno
fintantoche' non si apra la valvola di sicurezza: infatti la pressione 
interna alle bolle (p_vsat) sara' sempre inferiore a quella dell'aeriforme
sovrastante (p_atm + p_vsat).
 
-- 
     Elio Proietti
     Valgioie (TO)

 del liquido, zone che diventano i nuclei delle bollicine in formazione.
 
Oppure si può verificare l'ebollizione simultanea e improvvisa toccando 
il liquido con un cucchiaino, o anche solo trasmettendo delle vibrazioni.
http://en.wikipedia.org/wiki/Superheating
 
 
 
 
-- 
Firma in allestimento

 
http://en.wikipedia.org/wiki/Superheating
 
 
Ah, ecco! Non avevo considerato neanche la tensione superficiale del 
liquido. Le spiegazioni si fanno sempre piu' complesse...



 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

 Nel caso delle vibrazioni? Microvortici?
 
Variazioni locali di pressione?
 
 
-- 
Firma in allestimento