نقطه جوش در شرایط عادی جوشش یک فرآیند تبخیر شدید است که در یک مایع رخ می دهد

انتقال حرارت در حین جوشاندن و تراکم

انتقال حرارت جوش

غلیانفرآیند تبخیر شدید در کل حجم مایع رخ می دهد که در دمای اشباع است یا نسبت به دمای اشباع تا حدودی بیش از حد گرم می شود، با تشکیل حباب های بخار. در فرآیند تبدیل فاز، گرمای تبخیر جذب می شود. فرآیند جوش معمولاً با تامین گرمای مایع در حال جوش همراه است.

حالت های جوش مایع

بین جوشیدن مایعات روی سطح مبادله حرارت جامد که گرما از بیرون به آن تامین می شود و جوشش در حجم مایع تمایز قائل شوید.

هنگام جوشاندن روی سطح جامد، در برخی نقاط این سطح تشکیل فاز بخار مشاهده می شود. در طی جوشش حجمی، فاز بخار به طور خود به خود (خود به خود) مستقیماً در قسمت عمده مایع به شکل حباب های بخار منفرد ایجاد می شود. جوش انبوه تنها زمانی اتفاق می افتد که فوق گرمای فاز مایع نسبت به دمای اشباع در فشار معین بیشتر از جوشیدن روی سطح جامد باشد. گرمای بیش از حد قابل توجهی را می توان به عنوان مثال با کاهش سریع فشار سیستم به دست آورد. زمانی که منابع حرارتی داخلی در مایع وجود دارد، جوشاندن حجیم می تواند اتفاق بیفتد.

در مهندسی برق و فناوری مدرن، فرآیندهای جوش بر روی سطوح گرمایش جامد (سطوح لوله، دیواره کانال و غیره) معمولاً مواجه می شوند. این نوع جوش به طور عمده در زیر مورد بحث قرار گرفته است.

مکانیسم انتقال حرارت در حین جوشش هسته با مکانیسم انتقال حرارت در حین جابجایی یک مایع تک فاز با حضور انتقال اضافی جرم ماده و گرما توسط حباب های بخار از لایه مرزی به حجم جوش متفاوت است. مایع این منجر به انتقال حرارت بالا در هنگام جوشش در مقایسه با همرفت یک مایع تک فاز می شود.

برای انجام فرآیند جوش، دو شرط باید رعایت شود: وجود گرمای بیش از حد مایع نسبت به دمای اشباع و وجود مراکز تبخیر.

گرمای بیش از حد مایع حداکثر مقدار را مستقیماً در سطح تبادل حرارت گرم شده دارد. همچنین حاوی مراکز تبخیر به شکل بی نظمی دیوار، حباب های هوا، ذرات گرد و غبار و غیره است. بنابراین تشکیل حباب های بخار به طور مستقیم بر روی سطح تبادل حرارت اتفاق می افتد.

شکل 3.1 - حالت های جوش مایع در حجم نامحدود: الف) - حباب. ب) - انتقالی؛ ج) - فیلم

روی انجیر 3.1. به صورت شماتیک حالت های جوشاندن یک مایع را در حجم نامحدود نشان می دهد. در حالت حبابجوشیدن (شکل 3.1، a) با افزایش دمای سطح گرمایش tcو با توجه به اختلاف دما، تعداد مراکز فعال تبخیر افزایش می یابد، فرآیند جوشش بیشتر و شدیدتر می شود. حباب های بخار به طور دوره ای از سطح جدا می شوند و با شناور شدن به سطح آزاد، به رشد حجم خود ادامه می دهند.

با افزایش اختلاف دما Δ تیشار حرارتی که از سطح گرمایش به مایع در حال جوش برداشته می شود، به طور قابل توجهی افزایش می یابد. تمام این گرما در نهایت صرف تشکیل بخار می شود. بنابراین، معادله تعادل حرارتی برای جوشش به شکل زیر است:

جایی که س- جریان گرما، W; r- گرمای انتقال فاز مایع، J/kg؛ ج ص- مقدار بخار تولید شده در واحد زمان در نتیجه جوشیدن مایع و خارج شدن از سطح آزاد آن، کیلوگرم بر ثانیه.

جریان دما سبا افزایش اختلاف دما Δ تیبه طور نامحدود رشد نمی کند. برای مقداری Δ تیبه حداکثر مقدار خود می رسد (شکل 3.2)، و با افزایش بیشتر در Δ تیشروع به کاهش می کند

شکل 3.2 - وابستگی چگالی شار حرارتی q

از اختلاف دما Δ تیهنگام جوشاندن آب در حجم زیاد در فشار اتمسفر: 1- حرارت دادن تا دمای اشباع. 2 - حالت حباب. 3 - حالت انتقال؛ 4 - حالت فیلم.

نمودارهای 1 2 3 و 4 را بدهید

جوش حباب در بخش 2 اتفاق می افتد (شکل 3.2) تا زمانی که حداکثر حذف حرارت در نقطه حاصل شود. q kr1، نامیده شد اولین چگالی شار حرارتی بحرانی. برای آب در فشار اتمسفر، اولین چگالی شار حرارتی بحرانی ≈ W/m 2 است. مقدار بحرانی مربوط به اختلاف دما W/m 2 . (این مقادیر به شرایط جوشیدن آب در حرکت آزاد در حجم زیاد اشاره دارد. برای شرایط دیگر و سایر مایعات، مقادیر متفاوت است).

برای Δ بزرگتر تیمی آید رژیم انتقالیجوشیدن (شکل 3.1، ب). مشخصه آن این است که هم در خود سطح گرمایش و هم در نزدیکی آن، حباب ها به طور مداوم با یکدیگر ادغام می شوند و حفره های بخار بزرگی تشکیل می شوند. به همین دلیل، دسترسی مایع به خود سطح به تدریج دشوارتر می شود. در برخی از نقاط روی سطح، لکه های "خشک" ظاهر می شود. تعداد و اندازه آنها به طور مداوم با افزایش دمای سطح افزایش می یابد. چنین بخش هایی، همانطور که بود، از تبادل حرارت حذف می شوند، زیرا حذف گرما به طور مستقیم به بخار با شدت کمتری انجام می شود. این کاهش شدید در شار حرارتی (بخش 3 در شکل 3.2) و ضریب انتقال حرارت در منطقه رژیم جوش انتقالی را تعیین می کند.

در نهایت، در یک اختلاف دمای معین، کل سطح گرمایش با یک فیلم پیوسته از بخار پوشیده شده است که مایع را از سطح دور می کند. از این به بعد وجود دارد حالت فیلمجوشیدن (شکل 3.1، که در). در این حالت، انتقال گرما از سطح گرمایش به مایع با انتقال حرارت همرفتی و تابش از طریق فیلم بخار انجام می شود. شدت انتقال حرارت در حالت جوش فیلم نسبتاً کم است (بخش 4 در شکل 3.2). فیلم بخار تپش ها را تجربه می کند. بخار، که به طور دوره ای در آن جمع می شود، به شکل حباب های بزرگ شکسته می شود. در لحظه شروع جوشیدن فیلم، بار حرارتی از سطح حذف می شود و بر این اساس، مقدار بخار تشکیل شده حداقل است. این مربوط به شکل. 3.2 امتیاز q kr2، نامیده می شود دومین چگالی شار حرارتی بحرانیدر فشار اتمسفر آب، لحظه شروع جوشیدن فیلم با اختلاف دمای ≈150 درجه سانتیگراد، یعنی دمای سطح مشخص می شود. tcتقریباً 250 درجه سانتیگراد است. با افزایش اختلاف دما، بخش فزاینده ای از گرما به دلیل تبادل حرارت توسط تابش منتقل می شود.

هر سه رژیم جوش را می توان به ترتیب معکوس مشاهده کرد، به عنوان مثال، اگر یک محصول فلزی داغ داغ برای خاموش کردن در آب فرو برود. آب به جوش می آید، در ابتدا خنک شدن بدن نسبتاً آهسته پیش می رود (جوش فیلم)، سپس سرعت خنک سازی به سرعت افزایش می یابد (حالت انتقالی)، آب شروع به خیس شدن دوره ای سطح می کند و بیشترین میزان کاهش دمای سطح در مرحله آخر خنک سازی (جوش حباب). در این مثال، جوشش در شرایط غیر ثابت در زمان انجام می شود.

روی انجیر 3.3 تجسم حالت های جوش حباب و فیلم را بر روی یک سیم الکتریکی گرم شده در آب نشان می دهد.

برنج. 3.3 تجسم حالت های جوش حباب و فیلم بر روی یک سیم گرم شده الکتریکی: الف) - حباب و ب) - حالت جوش فیلم.

در عمل، زمانی که یک شار حرارتی ثابت به سطح عرضه می‌شود، اغلب با شرایط مواجه می‌شوند. q= ثابت این امری معمولی است، به عنوان مثال، برای بخاری های الکتریکی حرارتی، عناصر سوخت راکتورهای هسته ای و تقریباً در مورد گرمایش سطح تابشی از منابع با دمای بسیار بالا. در شرایط q= دمای سطح ثابت tcو بر این اساس، اختلاف دما Δ تیبه حالت جوش مایع بستگی دارد. به نظر می رسد که تحت چنین شرایط تامین گرما، رژیم گذرا نمی تواند ثابت باشد. در نتیجه، فرآیند جوش تعدادی ویژگی مهم را به دست می آورد. با افزایش تدریجی بار حرارتی qاختلاف دما Δ تیمطابق با خط جوش حباب در شکل 1 افزایش می یابد. 3.2، و فرآیند به همان روشی که در بالا توضیح داده شد توسعه می یابد. شرایط جدید زمانی ایجاد می شود که چگالی شار حرارتی عرضه شده به مقداری برسد که با اولین چگالی شار گرمایی بحرانی مطابقت دارد. q cr1. حال، برای هر افزایش جزئی (حتی تصادفی) در مقدار qبین مقدار گرمای وارد شده به سطح و حداکثر بار حرارتی مازاد وجود دارد q kr1، که می تواند به یک مایع در حال جوش تبدیل شود. این زیاده ( q-q kp1) باعث افزایش دمای سطح می شود، به عنوان مثال، گرمایش غیر ثابت مواد دیوار آغاز می شود. توسعه فرآیند یک ویژگی بحرانی پیدا می کند. در کسری از ثانیه، دمای مواد سطح گرمایش صدها درجه افزایش می‌یابد، و تنها در صورتی که دیوار به اندازه کافی نسوز باشد، بحران با یک حالت ثابت جدید مطابق با منطقه جوش فیلم در دمای سطح بسیار بالا با موفقیت پایان می‌یابد. . روی انجیر 3.2، این انتقال بحران از هسته به جوش فیلم به طور مشروط با یک فلش به عنوان یک "پرش" از منحنی جوش هسته به خط جوش فیلم در همان بار حرارتی نشان داده می شود. q cr1. با این حال، این معمولاً با ذوب شدن و تخریب سطح گرمایش (فرسودگی آن) همراه است.

ویژگی دوم این است که اگر یک بحران رخ داده باشد و رژیم جوش فیلم برقرار شده باشد (سطح فرو نریخته باشد)، با کاهش بار حرارتی، جوش فیلم ادامه خواهد داشت، یعنی اکنون روند معکوس در طول مسیر رخ می دهد. خط جوش فیلم (شکل 3.2). فقط با رسیدن q kr2، مایع شروع به رسیدن (خیس) دوره ای به سطح گرمایش در نقاط جداگانه می کند. حذف گرما افزایش می یابد و از ورودی گرما فراتر می رود، در نتیجه خنک شدن سریع سطح رخ می دهد که همچنین دارای شخصیت بحرانی است. تغییر سریع رژیم ها وجود دارد و جوش هسته ای ثابت ایجاد می شود. این انتقال معکوس (بحران دوم) در شکل. 3.2 نیز به طور معمول با یک فلش به عنوان "پرش" از منحنی جوش فیلم به خط جوش هسته در نشان داده می شود. q = q cr2 .

بنابراین، تحت شرایط یک مقدار ثابت از چگالی شار گرما qهر دو انتقال از حباب به فیلم و بالعکس، که به سطح گرمایش عرضه می شود، ماهیت بحرانی دارند. آنها در چگالی شار گرمایی بحرانی رخ می دهند q kr1 و q cr2 به ترتیب. در این شرایط، حالت انتقال جوش نمی تواند ثابت باشد، ناپایدار است.

در عمل، روش های حذف گرما به طور گسترده ای در هنگام جوشاندن مایع در حال حرکت در داخل لوله ها یا کانال هایی با اشکال مختلف استفاده می شود. بنابراین فرآیندهای تولید بخار به دلیل جوشیدن آب در حال حرکت در داخل لوله های دیگ انجام می شود. گرما از محصولات داغ احتراق سوخت به دلیل تابش و انتقال حرارت همرفتی به سطح لوله ها تامین می شود.

برای فرآیند جوشاندن مایعی که در حجم محدودی از یک لوله (کانال) حرکت می کند، شرایط شرح داده شده در بالا همچنان معتبر است، اما در کنار این، تعدادی ویژگی جدید ظاهر می شود.

لوله عمودی. لوله یا کانال یک سیستم محدود است که در طی حرکت مایع در حال جوش، افزایش مداوم فاز بخار و کاهش فاز مایع رخ می دهد. بر این اساس، ساختار هیدرودینامیکی جریان هم در طول و هم در طول مقطع لوله تغییر می کند. بر این اساس، انتقال حرارت نیز تغییر می کند.

هنگامی که جریان از پایین به بالا حرکت می کند، سه ناحیه اصلی با ساختار متفاوت جریان سیال در طول لوله عمودی وجود دارد (شکل 3.4): من- منطقه گرمایش (بخش اکونومایزر، تا قسمت لوله، جایی که T c \u003d T n); II- منطقه جوش (بخش تبخیر، از قسمتی که در آن T c \u003d T n, من f<من n، به بخش، جایی که T c \u003d T n, من سانتی متر→من n)؛ III- منطقه خشک شدن بخار مرطوب.

بخش تبخیر شامل مناطقی با جوش سطحی مایع اشباع است.

روی انجیر 3.4 ساختار چنین جریانی را به صورت شماتیک نشان می دهد. بخش 1 مربوط به گرم کردن یک مایع تک فاز تا دمای اشباع (بخش اکونومایزر) است. در بخش 2، جوش هسته سطحی رخ می دهد، که در آن انتقال حرارت در مقایسه با بخش 2 افزایش می یابد. در بخش 3، یک رژیم امولسیونی انجام می شود، که در آن یک جریان دو فازی شامل یک مایع و حباب های نسبتا کوچک است که به طور یکنواخت در آن توزیع شده اند، که متعاقباً ادغام می شوند و حباب های بزرگی تشکیل می دهند - شاخه های متناسب با قطر لوله. در حالت پلاگین (بخش 4)، بخار به شکل حباب-شاخه های بزرگ جداگانه حرکت می کند که توسط لایه های میانی امولسیون بخار-مایع جدا شده اند. علاوه بر این، در بخش 5، بخار مرطوب در یک توده پیوسته در هسته جریان و یک لایه مایع حلقوی نازک در نزدیکی دیواره لوله حرکت می کند. ضخامت این لایه مایع به تدریج کاهش می یابد. این بخش مربوط به رژیم جوش حلقوی است که با ناپدید شدن مایع از دیوار به پایان می رسد. در بخش 6، خشک کردن با بخار رخ می دهد (افزایش درجه خشکی بخار). از آنجایی که فرآیند جوش به پایان می رسد، انتقال حرارت کاهش می یابد. در آینده به دلیل افزایش حجم مخصوص بخار، سرعت بخار افزایش می یابد که منجر به افزایش مقداری در انتقال حرارت می شود.

شکل 3.4 - ساختار جریان هنگامی که مایع در داخل یک لوله عمودی می جوشد

افزایش نرخ گردش در زمان داده شده q باطول لوله و دمای ورودی منجر به کاهش مناطق با جوش توسعه یافته و افزایش طول بخش اکونومایزر می شود. با افزایش q بادر سرعت معین، برعکس، طول مقاطع با جوش توسعه یافته افزایش می یابد و طول بخش اکونومایزر کاهش می یابد.

لوله های افقی و شیب دار.هنگامی که یک جریان دو فاز در داخل لوله هایی که به صورت افقی یا با شیب کمی قرار دارند حرکت می کند، علاوه بر تغییر ساختار جریان در طول، تغییر قابل توجهی در ساختار در امتداد محیط لوله ایجاد می شود. بنابراین، اگر سرعت گردش و میزان بخار در جریان کم باشد، جریان دو فازی به فاز مایع که در قسمت پایین لوله حرکت می کند و بخار در قسمت بالایی آن حرکت می کند، طبقه بندی می شود. شکل 3.5، آ). با افزایش بیشتر در میزان بخار و سرعت گردش، رابط بین فاز بخار و مایع یک ویژگی موجی پیدا می کند و مایع به طور دوره ای قسمت بالایی لوله را با تاج موج خیس می کند. با افزایش بیشتر در محتوای بخار و سرعت، حرکت موج در مرز فاز افزایش می‌یابد که منجر به پرتاب جزئی مایع به منطقه بخار می‌شود. در نتیجه، جریان دو فازی، ابتدا به جریان حلقوی نزدیک و سپس به جریان حلقوی، ویژگی جریان را به دست می‌آورد.

برنج. 3.5 - ساختار جریان در هنگام جوشاندن مایع در داخل لوله افقی.

آ- حالت جوش طبقه بندی شده؛ ب- حالت میله ای؛ 1 - بخار؛ 2 - مایع

در حالت حلقوی، حرکت یک لایه نازک از مایع در امتداد کل محیط لوله برقرار می شود، یک مخلوط بخار-مایع در هسته جریان حرکت می کند (شکل 3.5، ب). با این حال، حتی در این مورد نیز تقارن محوری کامل در ساختار جریان مشاهده نمی شود.

اگر شدت گرمایش به دیواره های لوله به اندازه کافی زیاد باشد، در این صورت فرآیند جوش نیز می تواند زمانی رخ دهد که جریان در لوله تا دمای اشباع مایع سرد شود. چنین فرآیندی زمانی رخ می دهد که دمای دیواره باشد. tcاز دمای اشباع فراتر می رود تی اسلایه مرزی مایع را مستقیماً در دیوار محصور می کند. حباب های بخاری که وارد هسته سرد جریان می شوند به سرعت متراکم می شوند. به این نوع جوشاندن می گویند جوشیدن با ساب کولینگ.

حذف حرارت در حالت جوش حبابی یکی از پیشرفته ترین روش های خنک سازی سطح حرارتی است. کاربرد گسترده ای در دستگاه های فنی پیدا می کند.

3.1.2. انتقال حرارت در حین جوشاندن هسته

مشاهدات نشان می دهد که با افزایش اختلاف دما Δ تی = tc-تی اسو همچنین فشار آردر سطح گرمایش، تعداد مراکز فعال تبخیر افزایش می یابد. در نتیجه، تعداد فزاینده ای از حباب ها به طور مداوم بوجود می آیند، رشد می کنند و از سطح گرمایش جدا می شوند. در نتیجه آشفتگی و اختلاط لایه مرزی نزدیک دیواره مایع افزایش می یابد. حباب ها در طول رشد خود بر روی سطح گرما، به شدت از لایه مرزی گرما می گیرند. همه اینها به بهبود انتقال حرارت کمک می کند. به طور کلی، فرآیند جوشاندن هسته نسبتاً آشفته است.

مطالعات نشان می دهد که تعداد مراکز تبخیر روی سطوح گرمایش فنی به مواد، ساختار و ریزخبری سطح، وجود ناهمگونی ترکیب سطح و گاز (هوا) جذب شده توسط سطح بستگی دارد. یک اثر قابل توجه توسط حملات مختلف، فیلم های اکسید و همچنین هر گونه اجزاء دیگر اعمال می شود.

مشاهدات نشان می دهد که در شرایط واقعی، مراکز تبخیر معمولاً به عنوان عناصر منفرد زبری سطح و ریز زبری (ترجیحاً فرورفتگی ها و فرورفتگی های مختلف) عمل می کنند.

معمولاً تعداد مراکز تبخیر روی سطوح جدید بیشتر از همان سطوح پس از جوشاندن طولانی مدت است. این عمدتا به دلیل وجود گاز جذب شده توسط سطح است. با گذشت زمان، گاز به تدریج حذف می شود، با بخار موجود در حباب های در حال رشد مخلوط می شود و به فضای بخار منتقل می شود. فرآیند جوش و انتقال حرارت در زمان و شدت تثبیت می شود.

شرایط برای تشکیل حباب های بخار به میزان زیادی تحت تأثیر کشش سطحی در سطح مشترک بین مایع و بخار است.

به دلیل کشش سطحی، فشار بخار داخل حباب آر n بالاتر از فشار سیال اطراف آن آرو تفاوت آنها با معادله لاپلاس مشخص می شود

جایی که σ کشش سطحی است. آرشعاع حباب است.

معادله لاپلاس شرایط تعادل مکانیکی را بیان می کند. این نشان می دهد که کشش سطحی، مانند یک پوسته الاستیک، بخار موجود در حباب را "فشرده" می کند، و هر چه قوی تر باشد، شعاع آن کوچکتر است. آر.

وابستگی فشار بخار در یک حباب به اندازه آن، ویژگی هایی را بر شرایط تعادل حرارتی یا ترمودینامیکی حباب های کوچک تحمیل می کند. بخار موجود در حباب و مایع روی سطح آن در حالت تعادل هستند اگر سطح مایع دمایی برابر با دمای اشباع در فشار بخار در حباب داشته باشد. تی s( آرپ). این دما بالاتر از دمای اشباع در فشار خارجی در مایع است تی s( آرو). بنابراین، برای رسیدن به تعادل حرارتی، مایع اطراف حباب باید بیش از حد گرم شود. تی s( آرپ)- تی s( آرو).

ویژگی بعدی این است که این تعادل معلوم می شود ناپایدار. اگر دمای مایع کمی از مقدار تعادل بیشتر شود، مقداری از مایع به حباب ها تبخیر می شود و شعاع آن افزایش می یابد. در این صورت با توجه به معادله لاپلاس، فشار بخار در حباب کاهش می یابد. این منجر به انحراف جدید از حالت تعادل می شود. حباب به طور نامحدود شروع به رشد خواهد کرد. همچنین با کاهش جزئی دمای مایع، بخشی از بخار متراکم می شود، اندازه حباب کاهش می یابد و فشار بخار در آن افزایش می یابد. این مستلزم انحراف بیشتر از شرایط تعادل است، اکنون در جهت دیگر. در نتیجه حباب کاملا متراکم شده و ناپدید می شود.

در نتیجه، در یک مایع فوق گرم، هیچ حباب کوچکی که به طور تصادفی تشکیل شده است قادر به رشد بیشتر نیست، بلکه فقط حباب هایی که شعاع آنها از مقدار متناظر با شرایط تعادل مکانیکی و حرارتی ناپایدار در نظر گرفته شده در بالا بیشتر است، می توانند رشد کنند. آی تی حداقل مقدار

در جایی که مشتق یک ویژگی فیزیکی یک ماده معین است، با معادله Clapeyron - Clausis تعیین می شود.

یعنی بر حسب سایر ثابت های فیزیکی بیان می شود: گرمای انتقال فاز r، چگالی بخار ρ صو مایعات ρ wو دمای اشباع مطلق Ts.

معادله (3-2) نشان می دهد که اگر هسته های بخار در نقاط خاصی از سطح گرمایش ظاهر شوند، آنگاه فقط آنهایی از آنها که شعاع انحنای آنها از مقدار بیشتر است. Rmin. از آنجایی که با افزایش Δ تیاندازه Rminکاهش می یابد، معادله (3-2) توضیح می دهد

واقعیت مشاهده شده تجربی افزایش تعداد مراکز تبخیر با افزایش دمای سطح.

افزایش تعداد مراکز تبخیر با افزایش فشار نیز با کاهش همراه است Rmin، زیرا با افزایش فشار، مقدار pدر حال رشد است و σ کاهش می دهد. محاسبات نشان می دهد که برای آب جوش در فشار اتمسفر، در Δ تی= 5 درجه سانتی گراد Rmin= 6.7 میکرومتر، و در Δ تی= 25 درجه سانتی گراد Rmin= 1.3 میکرومتر

مشاهدات انجام شده با استفاده از فیلمبرداری با سرعت بالا نشان می دهد که در یک رژیم جوش ثابت، فرکانس تشکیل حباب های بخار هم در نقاط مختلف سطح و هم در زمان یکسان نیست. این به فرآیند جوش یک شخصیت آماری پیچیده می دهد. بر این اساس، نرخ رشد و اندازه جداسازی حباب های مختلف نیز با انحرافات تصادفی حول برخی مقادیر متوسط ​​مشخص می شود.

پس از اینکه حباب به اندازه مشخصی رسید، از سطح جدا می شود. اندازه پارگیعمدتاً توسط برهمکنش گرانش، کشش سطحی و اینرسی تعیین می شود. مقدار اخیر یک واکنش دینامیکی است که در یک مایع به دلیل رشد سریع حباب ها در اندازه رخ می دهد. به طور معمول، این نیرو از شکستن حباب ها جلوگیری می کند. علاوه بر این، ماهیت توسعه و جدا شدن حباب ها تا حد زیادی به این بستگی دارد که آیا مایع سطح را خیس می کند یا خیر. توانایی خیس شدن مایع با زاویه تماس θ که بین دیواره و سطح آزاد مایع تشکیل می شود مشخص می شود. هرچه θ بزرگتر باشد، توانایی مرطوب کنندگی مایع بدتر است. به طور کلی پذیرفته شده است که برای θ<90° (рис. 3.6, آ)، مایع سطح را خیس می کند، اما در θ > 90 درجه این کار را نمی کند. مقدار زاویه تماس به ماهیت مایع، مواد، شرایط و تمیزی سطح بستگی دارد. اگر مایع در حال جوش سطح گرمایش را خیس کند، حباب های بخار دارای یک پایه نازک هستند و به راحتی از سطح جدا می شوند (شکل 3.7، آ). اگر مایع سطح را خیس نکند، حباب های بخار دارای یک پایه پهن هستند (شکل 3.7، ب) و در امتداد تنگه جدا می شوند، یا تبخیر در کل سطح رخ می دهد.

غلیان- این تبخیر است که به طور همزمان هم از سطح و هم در سراسر حجم مایع رخ می دهد. این در این واقعیت است که حباب های متعددی ظاهر می شوند و می ترکند و باعث ایجاد یک جوش مشخص می شوند.

همانطور که تجربه نشان می دهد، جوشاندن یک مایع در یک فشار خارجی مشخص در دمای کاملاً مشخصی شروع می شود که در طول فرآیند جوش تغییر نمی کند و تنها زمانی می تواند اتفاق بیفتد که انرژی از خارج در نتیجه انتقال حرارت تامین شود (شکل 1). :

که در آن L گرمای ویژه تبخیر در نقطه جوش است.

مکانیسم جوش: همیشه یک گاز محلول در مایع وجود دارد که درجه انحلال آن با افزایش دما کاهش می یابد. علاوه بر این، گاز جذب شده روی دیواره ظرف وجود دارد. هنگامی که مایع از پایین گرم می شود (شکل 2)، گاز به شکل حباب در نزدیکی دیواره های ظرف شروع به تکامل می کند. مایع در این حباب ها تبخیر می شود. بنابراین علاوه بر هوا، دارای بخار اشباع نیز هستند که فشار آن با افزایش دما به سرعت افزایش می یابد و حباب ها از نظر حجمی رشد می کنند و در نتیجه نیروهای ارشمیدس وارد بر آنها می شوند. هنگامی که نیروی شناور بیشتر از گرانش حباب می شود، شروع به شناور شدن می کند. اما تا زمانی که مایع به طور یکنواخت گرم شود، با بالا آمدن آن، حجم حباب کاهش می یابد (فشار بخار اشباع شده با کاهش دما کاهش می یابد) و قبل از رسیدن به سطح آزاد، حباب ها ناپدید می شوند (جمع می شوند) (شکل 2، a). به همین دلیل است که قبل از جوشیدن یک صدای مشخص را می شنویم. هنگامی که دمای مایع برابر می شود، حجم حباب با افزایش آن افزایش می یابد، زیرا فشار بخار اشباع شده تغییر نمی کند، و فشار خارجی روی حباب، که مجموع فشار هیدرواستاتیک مایع بالای حباب است. و فشار اتمسفر کاهش می یابد. حباب به سطح آزاد مایع می رسد، می ترکد و بخار اشباع شده خارج می شود (شکل 2، ب) - مایع به جوش می آید. فشار بخار اشباع در حباب ها عملاً برابر با فشار خارجی است.

دمایی که در آن فشار بخار اشباع یک مایع با فشار خارجی روی سطح آزاد آن برابر است نامیده می شود نقطه جوشمایعات

از آنجایی که فشار بخار اشباع شده با افزایش دما افزایش می یابد و در هنگام جوشش باید با فشار خارجی برابر باشد، دمای جوش با افزایش فشار خارجی افزایش می یابد.

نقطه جوش نیز به وجود ناخالصی ها بستگی دارد که معمولاً با افزایش غلظت ناخالصی ها افزایش می یابد.

اگر مایع ابتدا از گاز حل شده در آن آزاد شود، می توان آن را بیش از حد گرم کرد، یعنی. حرارت بالاتر از نقطه جوش این حالت ناپایدار مایع است. تکان دادن کوچک به اندازه کافی و مایع به جوش می آید و دمای آن بلافاصله تا نقطه جوش کاهش می یابد.

هر چیزی که در زندگی روزمره ما را احاطه کرده است را می توان به عنوان فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی نشان داد. ما مدام دستکاری های زیادی را انجام می دهیم که با فرمول ها و معادلات بیان می شوند، حتی بدون اینکه بدانیم. یکی از این فرآیندها جوشاندن است. این پدیده ای است که مطلقاً همه خانم های خانه دار در هنگام پخت و پز از آن استفاده می کنند. به نظر ما کاملاً معمولی است. اما بیایید از منظر علمی به فرآیند جوشیدن نگاه کنیم.

جوش - چیست؟

از دوره مدرسه فیزیک مشخص شده است که ماده می تواند در حالت مایع و گاز باشد. فرآیند تبدیل مایع به حالت بخار در حال جوشیدن است. این تنها زمانی اتفاق می‌افتد که یک رژیم دمایی خاص به دست آمده یا از آن فراتر رود. در این فرآیند و فشار شرکت می کند، باید آن را در نظر گرفت. هر مایع نقطه جوش مخصوص به خود را دارد که باعث تشکیل بخار می شود.

این تفاوت اساسی بین جوشش و تبخیر است که در هر رژیم دمایی مایع رخ می دهد.

جوشش چگونه اتفاق می افتد؟

اگر تا به حال آب را در ظرف شیشه ای جوشانده اید، مشاهده کرده اید که در فرآیند گرم شدن مایع، حباب هایی روی دیواره ظرف ایجاد می شود. آنها به این دلیل تشکیل می شوند که هوا در ریزترک های ظروف تجمع می یابد، که با گرم شدن، شروع به گسترش می کند. حباب ها از بخار مایع تحت فشار تشکیل شده اند. به این جفت ها اشباع می گویند. با گرم شدن مایع، فشار در حباب های هوا افزایش می یابد و اندازه آنها افزایش می یابد. به طور طبیعی، آنها شروع به صعود به اوج می کنند.

اما اگر مایع هنوز به نقطه جوش نرسیده باشد، در لایه‌های بالایی حباب‌ها سرد می‌شوند، فشار کاهش می‌یابد و در انتهای ظرف قرار می‌گیرند و دوباره گرم می‌شوند و بالا می‌روند. این فرآیند برای هر خانم خانه‌داری آشناست، گویی که آب شروع به سر و صدا می‌کند. به محض اینکه دمای مایع در لایه های بالایی و پایینی برابر شد، حباب ها شروع به بالا رفتن به سطح می کنند و می ترکند - جوش اتفاق می افتد. این تنها زمانی امکان پذیر است که فشار داخل حباب ها با فشار خود مایع برابر شود.

همانطور که قبلاً اشاره کردیم ، هر مایع دارای رژیم دمایی خاص خود است که در آن فرآیند جوش شروع می شود. علاوه بر این، در طول کل فرآیند، دمای ماده بدون تغییر باقی می ماند، تمام انرژی آزاد شده صرف تبخیر می شود. بنابراین، گلدان ها در خانه دارهای سهل انگار می سوزند - تمام محتویات آنها می جوشد و خود ظرف شروع به گرم شدن می کند.

نقطه جوش به طور مستقیم با فشار اعمال شده بر کل مایع، به طور دقیق تر، روی سطح آن، متناسب است. در درس فیزیک مدرسه نشان داده شده است که آب در دمای صد درجه سانتیگراد شروع به جوشیدن می کند. اما تعداد کمی از مردم به یاد دارند که این گفته فقط در شرایط فشار عادی درست است. هنجار مقدار صد و یک کیلوپاسکال در نظر گرفته می شود. اگر فشار افزایش یابد، مایع در دمای متفاوتی می جوشد.

این ویژگی فیزیکی توسط سازندگان لوازم خانگی مدرن استفاده می شود. یک مثال می تواند یک زودپز باشد. همه خانم های خانه دار می دانند که در چنین دستگاه هایی غذا بسیار سریعتر از تابه های معمولی پخته می شود. به چی ربط داره؟ با فشاری که در زودپز ایجاد می شود. دو برابر معمول است. بنابراین آب تقریباً در صد و بیست درجه سانتیگراد می جوشد.

اگر تا به حال در کوهستان بوده اید، روند معکوس را دیده اید. در ارتفاع، آب در نود درجه شروع به جوشیدن می کند، که فرآیند پخت و پز را بسیار پیچیده می کند. ساکنان محلی و کوهنوردانی که تمام اوقات فراغت خود را در کوه می گذرانند به خوبی از این مشکلات آگاه هستند.

کمی بیشتر در مورد جوشاندن

بسیاری چنین عبارتی به عنوان "نقطه جوش" را شنیده اند و احتمالاً تعجب کرده اند که ما در مقاله به آن اشاره نکرده ایم. در واقع قبلاً آن را شرح داده ایم. برای خواندن متن عجله نکنید. واقعیت این است که در فیزیک نقطه و دمای فرآیند جوش یکسان در نظر گرفته می شود.

در دنیای علمی، جداسازی در این اصطلاح تنها در مورد مخلوط کردن مواد مایع مختلف انجام می شود. در چنین شرایطی دقیقاً نقطه جوش تعیین می شود و کوچکترین نقطه ممکن. این او است که به عنوان هنجار برای تمام اجزای تشکیل دهنده مخلوط در نظر گرفته می شود.

آب: حقایق جالب در مورد فرآیندهای فیزیکی

در آزمایشات آزمایشگاهی، فیزیکدانان همیشه مایعی را بدون ناخالصی می گیرند و شرایط خارجی کاملا ایده آل را ایجاد می کنند. اما در زندگی، همه چیز کمی متفاوت است، زیرا اغلب به آب نمک اضافه می کنیم یا چاشنی های مختلفی به آن اضافه می کنیم. در این حالت نقطه جوش چقدر خواهد بود؟

آب نمک برای جوشیدن به دمای بالاتری نسبت به آب شیرین نیاز دارد. این به دلیل ناخالصی های سدیم و کلر است. مولکول های آنها با یکدیگر برخورد می کنند و گرمایش آنها به دمای بسیار بالاتری نیاز دارد. فرمول خاصی وجود دارد که به شما امکان می دهد نقطه جوش آب نمک را محاسبه کنید. در نظر داشته باشید که شصت گرم نمک در هر لیتر آب، نقطه جوش را ده درجه افزایش می دهد.

آیا آب می تواند در خلاء بجوشد؟ دانشمندان ثابت کرده اند که می تواند. این فقط نقطه جوش در این مورد باید به حد سیصد درجه سانتیگراد برسد. به هر حال، در خلاء، فشار تنها چهار کیلو پاسکال است.

همه ما آب را در یک کتری می جوشانیم، بنابراین با پدیده ناخوشایندی مانند "فلز" آشنا هستیم. چیست و چرا تشکیل شده است؟ در واقع، همه چیز ساده است: آب شیرین درجه سختی متفاوتی دارد. با مقدار ناخالصی های مایع تعیین می شود، اغلب حاوی نمک های مختلف است. در فرآیند جوشاندن آنها به رسوب تبدیل می شوند و در مقادیر زیاد به مقیاس تبدیل می شوند.

آیا الکل می تواند بجوشد؟

الکل جوشان در فرآیند دم کردن مهتاب استفاده می شود و به آن تقطیر می گویند. این فرآیند مستقیماً به مقدار آب موجود در محلول الکل بستگی دارد. اگر اتیل الکل خالص را به عنوان پایه در نظر بگیریم، نقطه جوش آن نزدیک به هفتاد و هشت درجه سانتیگراد خواهد بود.

اگر آب را به الکل اضافه کنید، نقطه جوش مایع افزایش می یابد. بسته به غلظت محلول در محدوده هفتاد و هشت درجه تا صد درجه سانتیگراد می جوشد. به طور طبیعی در طی فرآیند جوش، الکل در فاصله زمانی کوتاه تری نسبت به آب به بخار تبدیل می شود.

جوشش فرآیند تغییر حالت کل یک ماده است. وقتی از آب صحبت می کنیم، منظورمان تغییر از مایع به بخار است. مهم است که توجه داشته باشید که جوشش تبخیر نیست، که می تواند حتی در دمای اتاق رخ دهد. همچنین با جوشاندن که فرآیند گرم کردن آب تا دمای معین است، اشتباه نگیرید. اکنون که مفاهیم را فهمیدیم، می توانیم تعیین کنیم که آب در چه دمایی می جوشد.

روند

خود فرآیند تبدیل حالت تجمع از مایع به گاز پیچیده است. و اگر چه مردم آن را نمی بینند، 4 مرحله دارد:

1. در مرحله اول، حباب های کوچکی در کف ظرف گرم شده ایجاد می شود. آنها همچنین در کناره ها یا روی سطح آب دیده می شوند. آنها به دلیل انبساط حباب های هوا، که همیشه در شکاف های مخزن، جایی که آب گرم می شود، وجود دارند، تشکیل می شوند.
2. در مرحله دوم حجم حباب ها افزایش می یابد. همه آنها شروع به هجوم به سطح می کنند، زیرا بخار اشباع شده در داخل آنها وجود دارد که سبک تر از آب است. با افزایش دمای گرمایش، فشار حباب ها افزایش می یابد و در اثر نیروی معروف ارشمیدس به سطح فشار می آورند. در این حالت می توانید صدای مشخصه جوش را بشنوید که به دلیل انبساط و کاهش مداوم اندازه حباب ها ایجاد می شود.
3. در مرحله سوم تعداد زیادی حباب روی سطح دیده می شود. این در ابتدا باعث ایجاد کدورت در آب می شود. این فرآیند معمولا "جوشیدن با کلید سفید" نامیده می شود و مدت زمان کوتاهی به طول می انجامد.
4. در مرحله چهارم، آب به شدت می جوشد، حباب های بزرگ در حال ترکیدن روی سطح ظاهر می شوند و ممکن است پاشیده شدن آب ظاهر شود. اغلب، پاشش به این معنی است که مایع به حداکثر دمای خود رسیده است. بخار شروع به خارج شدن از آب خواهد کرد.

مشخص است که آب در دمای 100 درجه می جوشد که فقط در مرحله چهارم امکان پذیر است.

دمای بخار

بخار یکی از حالات آب است. هنگامی که وارد هوا می شود، مانند سایر گازها فشار خاصی به آن وارد می کند. در طول تبخیر، دمای بخار و آب ثابت می ماند تا زمانی که کل مایع حالت تجمع خود را تغییر دهد. این پدیده را می توان با این واقعیت توضیح داد که در هنگام جوشاندن تمام انرژی صرف تبدیل آب به بخار می شود.

در همان ابتدای جوشش، بخار اشباع مرطوب تشکیل می شود که پس از تبخیر تمام مایع، خشک می شود. اگر دمای آن از دمای آب بیشتر شود، چنین بخاری فوق گرم می شود و از نظر ویژگی های آن به گاز نزدیک تر می شود.

آب نمک جوش

به اندازه کافی جالب است که بدانید آب با محتوای نمک بالا در چه دمایی می جوشد. مشخص است که به دلیل محتوای یون های Na+ و Cl- در ترکیب، که منطقه ای بین مولکول های آب را اشغال می کنند، باید بیشتر باشد. این ترکیب شیمیایی آب با نمک با مایع تازه معمولی متفاوت است.

واقعیت این است که در آب نمک یک واکنش هیدراتاسیون رخ می دهد - فرآیند اتصال مولکول های آب به یون های نمک. پیوند بین مولکول‌های آب شیرین ضعیف‌تر از مولکول‌هایی است که در طول هیدراتاسیون ایجاد می‌شوند، بنابراین جوشاندن مایع با نمک محلول بیشتر طول می‌کشد. با افزایش دما، مولکول های موجود در آب حاوی نمک سریعتر حرکت می کنند، اما تعداد آنها کمتر است، به همین دلیل است که برخورد بین آنها کمتر اتفاق می افتد. در نتیجه بخار کمتری تولید می شود و فشار آن کمتر از سر بخار آب شیرین است. بنابراین برای تبخیر کامل به انرژی (دمای) بیشتری نیاز است. به طور متوسط ​​برای جوشاندن یک لیتر آب حاوی 60 گرم نمک، باید نقطه جوش آب را 10 درصد (یعنی 10 درجه سانتیگراد) افزایش داد.

وابستگی به فشار جوش

مشخص است که در کوهستان، صرف نظر از ترکیب شیمیایی آب، نقطه جوش کمتر خواهد بود. این به این دلیل است که فشار اتمسفر در ارتفاع کمتر است. فشار معمولی 101.325 کیلو پاسکال در نظر گرفته می شود. با آن، نقطه جوش آب 100 درجه سانتیگراد است. اما اگر از کوهی بالا بروید که فشار آن به طور متوسط ​​40 کیلو پاسکال است، آب در آنجا با دمای 75.88 درجه سانتیگراد به جوش می آید. برای عملیات حرارتی محصولات، دمای خاصی مورد نیاز است.

اعتقاد بر این است که در ارتفاع 500 متری از سطح دریا، آب در دمای 98.3 درجه سانتیگراد و در ارتفاع 3000 متری، نقطه جوش 90 درجه سانتیگراد خواهد بود.

توجه داشته باشید که این قانون در جهت مخالف نیز عمل می کند. اگر مایعی در یک فلاسک بسته قرار داده شود که بخار از آن عبور نکند، با افزایش دما و تشکیل بخار، فشار در این فلاسک افزایش می‌یابد و در دمای بالاتر جوشیدن در فشار بالا اتفاق می‌افتد. به عنوان مثال، در فشار 490.3 کیلو پاسکال، نقطه جوش آب 151 درجه سانتیگراد خواهد بود.

جوشاندن آب مقطر

آب مقطر آب تصفیه شده بدون هیچ گونه ناخالصی است. اغلب برای مقاصد پزشکی یا فنی استفاده می شود. با توجه به اینکه در چنین آبی ناخالصی وجود ندارد، برای پخت و پز استفاده نمی شود. جالب است بدانید که آب مقطر سریعتر از آب شیرین معمولی می جوشد، اما نقطه جوش ثابت باقی می ماند - 100 درجه. با این حال، تفاوت در زمان جوش حداقل خواهد بود - فقط کسری از ثانیه.

در قوری

اغلب مردم علاقه مند هستند که آب در یک کتری با چه دمایی می جوشد، زیرا از این دستگاه ها برای جوشاندن مایعات استفاده می کنند. با در نظر گرفتن این واقعیت که فشار اتمسفر در آپارتمان برابر با استاندارد است و آب مصرفی حاوی املاح و سایر ناخالصی هایی نیست که نباید وجود داشته باشد، نقطه جوش نیز استاندارد خواهد بود - 100 درجه. اما اگر آب حاوی نمک باشد، همانطور که می دانیم، نقطه جوش بالاتر خواهد بود.

نتیجه

اکنون می دانید که آب در چه دمایی می جوشد و فشار اتمسفر و ترکیب مایع چگونه بر این فرآیند تأثیر می گذارد. هیچ چیز پیچیده ای در این وجود ندارد و کودکان چنین اطلاعاتی را در مدرسه دریافت می کنند. نکته اصلی این است که با کاهش فشار، نقطه جوش مایع نیز کاهش می یابد و با افزایش آن نیز افزایش می یابد.

در اینترنت، می توانید جدول های مختلفی را پیدا کنید که نشان دهنده وابستگی نقطه جوش مایع به فشار اتمسفر است. آنها در دسترس همه هستند و به طور فعال توسط دانش آموزان مدرسه، دانش آموزان و حتی معلمان در موسسات استفاده می شود.

فرآیند جوشاندن آبشامل سه مرحله است:
- شروع مرحله اول - لیز خوردن از کف کتری یا هر ظرف دیگری که آب در آن به جوش می آید، حباب های ریز هوا و ظاهر شدن تشکیلات حباب جدید روی سطح آب. به تدریج تعداد چنین حباب هایی افزایش می یابد.

- در مورد دوم مراحل جوشاندن آبافزایش سریع حباب ها به سمت بالا وجود دارد که در ابتدا باعث کدورت جزئی آب می شود که سپس به "سفید شدن" تبدیل می شود که در آن آب مانند جریان چشمه به نظر می رسد. این پدیده را جوش می گویند کلید سفیدو بسیار کوتاه

- مرحله سوم با فرآیندهای شدید جوشاندن آب، ظهور حباب های بزرگ ترکانده و پاشش بر روی سطح همراه است. پاشیدن زیاد به این معنی است که آب به شدت جوشیده است.

به هر حال، اگر دوست دارید چای دم شده با آب طبیعی خالص بنوشید، می توانید برای این کار بدون خروج از خانه خود، به عنوان مثال: http://www.aqualeader.ru/ سفارش دهید. پس از آن شرکت تحویل آب آن را به منزل شما خواهد آورد.

ناظران ساده از دیرباز به این نکته توجه داشته اند که هر سه مرحله جوشاندن آب با صداهای مختلف همراه است. آب در مرحله اول صدای ظریف و لطیفی ایجاد می کند. در مرحله دوم، صدا به نویز تبدیل می شود که یادآور زمزمه یک دسته زنبور است. در مرحله سوم صداهای جوشاندن آب یکنواختی خود را از دست می دهند و تند و بلند می شوند و به طور آشفته ای رشد می کنند.

همه مراحل جوشاندن آببه راحتی با تجربه تایید می شود. با شروع گرم کردن آب در یک ظرف شیشه ای باز و اندازه گیری دوره ای دما، پس از مدت کوتاهی شروع به مشاهده حباب هایی خواهیم کرد که کف و دیواره های ظرف را پوشانده اند.

بیایید نگاهی دقیق تر به حبابی که در نزدیکی قسمت پایینی قرار دارد بیندازیم. با افزایش تدریجی حجم، حباب همچنین باعث افزایش سطح تماس با آب گرم می شود که هنوز به دمای بالایی نرسیده است. در نتیجه بخار و هوای داخل حباب خنک می شود و در نتیجه فشار آنها کاهش می یابد و جاذبه آب حباب را می ترکاند. در این لحظه است که آب یک ویژگی صدای جوشش را منتشر می کند که به دلیل برخورد آب با کف مخزن در مکان هایی که حباب ها می ترکند اتفاق می افتد.

با نزدیک شدن دما در لایه های زیرین آب به 100 درجه سانتیگراد، فشار داخل حباب با فشار آب روی آنها یکسان می شود و در نتیجه حباب ها به تدریج منبسط می شوند. افزایش حجم حباب ها همچنین منجر به افزایش عملکرد نیروی شناوری بر روی آنها می شود که تحت تأثیر آن حجیم ترین حباب ها از دیواره های ظرف جدا می شوند و به سرعت به سمت بالا بالا می روند. در صورتی که لایه بالایی آب هنوز به 100 درجه نرسیده باشد، حباب با افتادن در آب سردتر، بخشی از بخار آب را که متراکم می شود از دست می دهد و به داخل آب می رود. در این حالت، حباب ها مجدداً از نظر اندازه کاهش یافته و تحت تأثیر گرانش به پایین سقوط می کنند. در نزدیکی پایین، دوباره حجم می‌یابند و بالا می‌روند و همین تغییرات در اندازه حباب‌ها است که صدای مشخص آب جوش را ایجاد می‌کند.

زمانی که حجم کل آب به 100 درجه می رسد، حباب های در حال افزایش دیگر از نظر اندازه کاهش نمی یابند، بلکه در سطح آب می ترکند. در این مورد، بخار به بیرون منتشر می شود، همراه با غرغر مشخص - این بدان معنی است که آب در حال جوشیدن است. دمایی که یک مایع در آن به جوش می رسد بستگی به فشار تجربه شده توسط سطح آزاد آن دارد. هر چه فشار بیشتر باشد دمای مورد نیاز بیشتر می شود و بالعکس.

آن آب در آن می جوشد 100 درجه سانتیگراد- یک واقعیت شناخته شده اما شایان ذکر است که چنین دمایی فقط در شرایط فشار اتمسفر معمولی (حدود 101 کیلو پاسکال) معتبر است. با افزایش فشار، دمایی که در آن یک مایع به جوش می‌رسد نیز افزایش می‌یابد. مثلاً در زودپزها غذا با فشار نزدیک به 200 کیلو پاسکال پخته می شود که در آن نقطه جوش آب 120 درجه است. در آب با این درجه حرارت، جوشش بسیار سریعتر از نقطه جوش معمولی انجام می شود - از این رو نام تابه را می دهند.

بر این اساس، کاهش فشار، نقطه جوش آب را کاهش می دهد. به عنوان مثال، ساکنان مناطق کوهستانی که در ارتفاع 3 کیلومتری زندگی می کنند، آب را سریعتر از ساکنان دشت به جوش می آورند - تمام مراحل جوشاندن آب سریعتر اتفاق می افتد، زیرا تنها به 90 درجه با فشار 70 کیلو پاسکال نیاز دارد. اما ساکنان کوهستان نمی توانند مثلاً یک تخم مرغ را بجوشانند، زیرا حداقل دمایی که در آن پروتئین منعقد می شود فقط 100 درجه سانتیگراد است.