Изворни код странице Тачка кључања

[[Датотека:Kochendes wasser02.jpg|мини|Тачка кључања.]]
'''Тачка кључања''' је [[температура]] на којој, под датим условима, [[течност]] испарава по целој [[Запремина|запремини]].<ref>{{cite book|last=Goldberg|first=David E.|title=3,000 Solved Problems in Chemistry|edition=1st|publisher=McGraw-Hill|year=1988|isbn=0-07-023684-4 |at= section 17.43, p. 321 }}</ref><ref>{{cite book|editor1=Theodore, Louis |editor2=Dupont, R. Ryan |editor3=Ganesan, Kumar |title=Pollution Prevention: The Waste Management Approach to the 21st Century|publisher=CRC Press|year=1999|isbn=1-56670-495-2 |at= section 27, p. 15 }}</ref> Мало стручније речено, тачка кључања је температура на којој се [[напон паре]] течности изједначава са спољашњим [[Притисак|притиском]]. Наиме, течност је увек у равнотежи са својом гасном фазом (паром), дакле, течност увек испарава, али на тачки кључања до [[Испаравање|испаравања]] долази из целе запремине. Тачка кључања директно зависи од спољашњег притиска. На датом притиску, карактеристична је за сваку супстанцу.

Тачка кључања течности варира у зависности од притиска околине. Течност у делимичном [[вакуум]]у има нижу тачку кључања него када је та течност под [[atmospheric pressure|атмосферским притиском]]. Течност под високим притиском има већу тачку кључања него када је та течност под атмосферским притиском. На пример, вода кључа на {{convert|100|C|F}} на нивоу мора, али на {{convert|93,4|C|F}} на {{convert|1905|m|ft}}<ref>{{cite web|url=https://www.engineeringtoolbox.com/boiling-points-water-altitude-d_1344.html|title=Boiling Point of Water and Altitude|website=www.engineeringtoolbox.com}}</ref> надморске висине. За одређени притисак различите течности ће [[boiling|кључати]] на различитим температурама.

''Нормална тачка кључања'' течности (која се такође назива ''тачка атмосферског кључања'' или ''тачка кључања при атмосферском притиску'') посебан је случај у коме је притисак паре течности једнак дефинисаном атмосферском притиску на нивоу мора, једној [[Atmosphere (unit)|атмосфери]].<ref>[http://www.chem.purdue.edu/gchelp/gloss/normalbp.html General Chemistry Glossary] [[Purdue University]] website page</ref><ref>{{cite book|author1=Reel, Kevin R. |author2=Fikar, R. M. |author3=Dumas, P. E. |author4=Templin, Jay M. |author5=Van Arnum, Patricia  |lastauthoramp=yes |title=AP Chemistry (REA) – The Best Test Prep for the Advanced Placement Exam|url=https://archive.org/details/apchemistryexam0000unse |edition=9th|publisher=Research & Education Association|year=2006|isbn=0-7386-0221-3 |at= section 71, p. 224 }}</ref> На тој температури, притисак паре течности постаје довољан да савлада атмосферски притисак и омогући стварање мехурића паре унутар масе течности. ''Стандардна тачка кључања'' је дефинисана према [[International Union of Pure and Applied Chemistry|-{IUPAC}-]]-у од 1982. године као температура на којој долази до кључања под притиском од једног [[Bar (unit)|бара]].<ref name="iupac">{{cite journal |author=Cox, J. D. |date=1982 |title=Notation for states and processes, significance of the word standard in chemical thermodynamics, and remarks on commonly tabulated forms of thermodynamic functions |journal=Pure and Applied Chemistry |volume=54 |issue=6 |pages=1239 |doi=10.1351/pac198254061239|doi-access=free }}</ref>

Код идеалних [[смеше|смеша]] (које се ретко срећу) тачка кључања је пропорционална саставу и у пари концентрација испарљивије компоненте је већа него у течној фази. То је принцип на којем се заснива [[фракциона дестилација]] где се течности раздвајају на основу разлике у тачки кључања. Тако се пече и [[ракија]] - [[етанол]] је испарљивији од [[Вода|воде]] и у дестилату је концентрација [[алкохол]]а већа него у првобитној смеши. Често смеше течности одређеног састава, имају нижу тачку кључања него чисте компоненте. То су [[атеотропна смеша|атеотропне смеше]] које дестилују без промене састава, т. ј, састав паре је исти као и састав течности. Познати пример је смеша етанола (95%) и воде (5%). Ма колико пута била дестилисана смеша воде и алкохола, концентрација алкохола у дестилату не може да пређе 95%, јер та смеша кључа на нижој температури од чистог алкохола. [[Апсолутни алкохол]] т. ј, 100% етанол добија се дестилацијом из тернарних смеша или неким другим физичкохемијским методама. Зависност тачке кључања од притиска врло се често користи у индустрији у разним процесима а у домаћинству за брже кување хране у тзв. 'претис' лонцу. У том лонцу тег на поклопцу одржава притисак нешто изнад атмосферског чиме се повећава тачка кључања воде, дакле, подигне се температура у лонцу. На повишеној температури хемијске реакције се брже одвијају те отуда и јело у том лонцу брже скува.

Под одређеним условима супстанце директно прелазе из чврстог стања у гасовито и ова појава се назива [[сублимација (физика)|сублимација]].

== Температура и притисак засићења ==
[[Датотека:11. Температурата и вриењето на течност.ogv|мини|десно|280px|Демонстрација доње тачке кључања воде при нижем притиску, постигнута коришћењем [[Вакуум пумпа|вакуум пумпе]].]]
{{Main|Равнотежа паре и течности}}

''Засићена течност'' садржи онолико топлотне енергије колико је могуће без кључања (или обратно, ''засићена пара'' садржи онолико топлотне енергије колико је могуће и без [[Condensation|кондензације]]).

''Температура засићења'' представља ''тачку кључања''. Температура засићења је температура кореспондирајућег притиска засићења при којој течност кључањем прелази у своју [[Gas|парну фазу]]. Може се рећи да је течност засићена [[Топлотна енергија|топлотном енергијом]]. Свако даље додавање топлотне енергије резултира [[Фазна трансформација|фазним прелазом]].

Ако притисак у систему остане константан ([[Isobaric process|изобарски]]), пара при температури засићења ће почети да се кондензује у своју течну фазу како се топлотна енергија ([[топлота]]) уклања. Слично томе, течност на температури и притиску засићења ће ући у своју парну фазу како се уведе додатна топлотна енергија.

Тачка кључања одговара температури на којој је притисак паре течности једнак притиску околине. Дакле, тачка кључања зависи од притиска. Тачке кључања се може објавити за [[Standard conditions for temperature and pressure|стандардни притисак]] према [[National Institute of Standards and Technology|НИСТ-у]] од 101,325 [[kilopascal|-{kPa}-]] (или 1 [[atmospheric pressure|atm]]) или [[International Union of Pure and Applied Chemistry|-{IUPAC}-]] стандардни притисак од 100,000 -{kPa}-. На већим надморским висинама, где је атмосферски притисак много нижи, тачка кључања такође је нижа. Тачка кључања се повећава са повећаним притиском до [[Kritična tačka (termodinamika)|критичне тачке]], где својства гаса и течности постају идентична. Тачка кључања се не може повећати изнад критичне тачке. Исто тако, тачка кључања опада са опадајућим притиском док се не досегне [[тројна тачка]]. Тачка кључања се не може смањити испод тројне тачке.

Ако су позната топлота испаравања и притисак паре течности на одређеној температури, тачка кључања се може израчунати коришћењем [[Клаузијус-Клаперон однос|Клаузијус-Клаперонове једначине]], према којој је:
:<math>T_\text{B} = \left(\frac{1}{T_0} - \frac{R\,\ln \frac{P}{P_0}}{\Delta H_\text{vap}}\right)^{-1},</math>

где је:
:<math>T_B</math>, тачка кључања под датим притиском,
:<math>R</math>, [[Gasna konstanta|универзална гасна константа]],
:<math>P</math>, [[напон паре]] течности на датом притиску,
:<math>P_0</math>, притисак при коме је кореспондирајућа <math>T_0</math> позната (обично су подаци познати за 1&nbsp;-{atm}- или 100&nbsp;-{kPa}-),
:<math>\Delta H_\text{vap}</math>, [[топлота испаравања]] течности,
:<math>T_0</math>, температура кључања,
:<math>\ln</math>, [[природни логаритам]].

'''Притисак засићења''' је притисак за дату температуру засићења при којој течност прелази у своју парну фазу. Притисак и температура засићења имају директан однос: како се притисак засићења повећава, тако расте и температура засићења.

Ако температура у [[систем]]у остане константна (''[[Изотермски процес|изотермски]]'' систем), пара под притиском и температуром засићења ће почети да се [[condensation|кондензује]] у своју течну фазу како системски притисак расте. Слично томе, течност при притиску и температури засићења ће [[Flash evaporation|прелазити]] у парну фазу док се системски притисак смањује.

Постоје две конвенције у погледу ''стандардне тачке кључања воде'': ''Нормална тачка кључања'' је {{convert|99,97|°C|°F|1|lk=on}} при притиску од 1 -{atm}- (тј. 101,325 -{kPa}-). -{IUPAC}- препоручује примену ''стандардне тачке кључања воде'' при стандардном притиску од 100 kPa (1 bar)<ref>[http://goldbook.iupac.org/S05921.html Standard Pressure] IUPAC defines the "standard pressure" as being 10<sup>5</sup> Pa (which amounts to 1 bar).</ref> која је {{convert|99,61|°C|°F|1|lk=on}}.<ref name="iupac"/><ref>[http://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/free/0073529214/395307/appdxs1_2.pdf Appendix 1: Property Tables and Charts (SI Units)], Scroll down to Table A-5 and read the temperature value of 99.61&nbsp;°C at a pressure of 100 kPa (1 bar). Obtained from McGraw-Hill's Higher Education website.</ref> Поређења ради, на врху [[Монт Еверест]]а, на висини од {{convert|8848|m|ft|abbr=on}}, притисак је око {{convert|34|kPa|torr|0|lk=on|abbr=on}},<ref>{{cite journal |author=West, J. B. |date=1999 |title=Barometric pressures on Mt. Everest: New data and physiological significance |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-applied-physiology_1999-03_86_3/page/1062 |journal=Journal of Applied Physiology |volume=86 |issue=3 |pages=1062–6 |pmid=10066724|doi=10.1152/jappl.1999.86.3.1062 }}</ref> а тачка кључања воде је {{convert|71|°C|°F|0|lk=on}}. Целзијусова температурна скала је дефинисана до 1954. године помоћу две тачке: 0&nbsp;°C је дефинисано тачком смрзавања воде и 100&nbsp;°C је дефинисано тачком кључања воде при стандардном атмосферском притиску.

== Испаравање ==

'''Испаравање''' је [[Фазни прелази|прелаз материје]] из [[течност|течног]] у [[гас]]овито [[Агрегатна стања|агрегатно стање]]. Према кинетичко-молекуларној теорији [[топлота|топлоте]], течност испарава када њени [[молекул]]и загрејавањем поприме довољно [[енергија|енергије]] да надвладају [[Кохезија|кохезионе силе]] унутар течности и [[притисак]] над њеном површином. Разликује се [[Врење (физика)|испаравање врењем]] и [[испаравање]]м. Течност испарава врењем када се притисак паре у течности изједначи с укупним притиском над течношћу. [[Температура]] при којој течност ври назива се врелиштем. Повећавањем притиска над течношћу врелиште расте, а смањењем притиска опада. Течност прелази у пару испаравањем када је притисак [[пара|паре]] у течности већи од [[Парцијални притисак|парцијалног притиска]] те паре над течношћу, а мањи од укупног притиска над течношћу; течност, дакле, испарава при температури нижој од врелишта.

Једна од најстаријих примена испаравања је добивање [[Морска со|соли из морске воде]]. У процесној се техници под испаравањем разуме [[технологија|технолошка операција]] којом се у испаривачу део [[растварач]]а врењем преводи у гасовито (парно) стање како би се повећала [[концентрација]] [[раствор]]а (упаравање), на пример при [[Шећерана|производњи шећера]], различитих [[со]]ли, [[Гнојиво|вештачких ђубрива]] и другог. Раствор се загрејава у делу испаривача који се назива загревном комором, а пара растварача, која се назива супара, излази из раствора у парни простор испаривача. Данас се углавном користе [[цев]]ни испаривачи, у којима раствор природно или присилно циркулише кроз вруће цеви и упарава се уз врење или се упарава у танком слоју на зидовима цеви. Упаривачи се најчешће загрејавају свежом [[водена пара|воденом паром]] (једноструко искориштавање топлоте уз сталан притисак) или, ако су упаривачи међусобно повезани у низ, супаром из претходног испаривача. Тако се топлота вишеструко искориштава, јер се супара из првог испаривача употребљава за загрејавање другог и тако даље, али је то могуће ако је у сваком идућем испаривачу притисак нижи од претходног, па је и врелиште раствора све ниже, или ако се термокомпресијом стално повећава температура супаре. Утрошак топлоте за загрејавање раствора може се смањити и ако се [[Сировине|сировина]] [[Прегрејање|предгрејава]] већ загрејаним продуктом који излази из испаривача. Осим за описано упаравање, којем је циљ добијање раствора веће концентрације, испаравање се примењује и ради добијања чистог растварача (на пример [[Питка вода|питке воде]] при [[Одсољавање воде|одсољавању воде]] или десалинизацији морске воде) те као процес којим се постиже учинак [[хлађење|хлађења]] у [[Расхладна средства|расхладним уређајима]].<ref>''Isparavanje'', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=27953] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>

=== Врење ===
{{Главни|Врење (физика)}}

'''Врење''' или '''кључање''', у [[физика|физици]], је [[фазни прелази|фазни прелаз]] из [[течност|течног]] у [[гас]]овито [[агрегатна стања|агрегатно стање]] који се збива истодобно у целом обиму или [[запремина|запремини]] течности на температури врелишта, при притиску [[пара|паре]] у течности који је једнак спољашњем притиску. Прелазу је својствена појава мехурића гаса у течности.<ref>''Vrenje'', [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=65464] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>

=== Испаравање ===
{{Главни|Испаравање}}

'''Испаравање''' је прелажење материје из течног у гасовито агрегатно стање без врења, на температури нижој од врелишта. Иако на температури нижој од врелишта просечна [[кинетичка енергија]] [[молекул]]а течности није довољна за напуштање течности, међу најбржим молекулима има оних са довољном кинетичком енергијом да се могу одвојити од површине течности и да наставе се да се крећу слободно. Испаравањем се просечна кинетичка енергија молекула у течности смањује и температура течности опада. Брзина испаравања већа је што је виша [[температура]] течности и нижи [[притисак]] изван течности.<ref>''Hlapljenje'', [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=25805] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>

== Зависност врелишта од притиска ==

Врелиште није исто код сваког [[притисак|притиска]]. Повишење притиска повећава, а смањење притиска снижава температуру врелишта. Код нормалног атмосферског притиска вода ври на 100&nbsp;°C. Међутим, ако је притисак већи, вода ће врети на температури изнад 100&nbsp;°C, ако је притисак мањи, вода ће врети испод 100&nbsp;°C. Повишење врелишта због повећања притиска може се мерити помоћу [[Денис Папин|Папиновог лонца]]. То је затворена посуда у којој се вода загревањем претвара у [[водена пара|водену пару]]. На поклопцу се налази [[манометар]] и [[термометар]], којима се мери притисак и температура у лонцу. Настала пара не може да изађе, и зато се у посуди повишава притисак. Посуда има [[сигурносни вентил]]. Он испушта пару кад притисак пређе одређену вредност. Мерења су показала да код притиска од 2 [[Бар (јединица)|бара]] вода ври на 119&nbsp;°C, а код притиска од 4 бара на 142,9&nbsp;°C. Код [[Кување|кувања]] није важно да вода ври, већ је потребна висока температура. Да се храна брже припреми, може се лонац у којем се храна кува покрити тешким поклопцем, а у већим кухињама употребљава се Папинов лонац. Тај се лонац употребљава и за кување на високим [[планина]]ма где вода ври испод 100&nbsp;°C.<ref>Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>

== Зависност врелишта раствора ==
* Раствор две материје А и Б које су релативно једнако испарљиве има тачку врелишта која у идеалном случају зависи од удела обе материје у раствору и налази се између врелишта материје А и врелишта материје Б. Због међумолекулских сила појава је често сложенија и неправилна те се назива '''[[Азеотропне смеше|азеотропија]]'''.
* Раствор чврсте материје у растварачу, кад чврста материја практично није испарљива, има тачку врелишта која је виша од врелишта чистог растварача. Та појава повишења врелишта користи се у методи [[ебулиоскопија|ебулиоскопије]] и представља једно од [[Колигативна својства|колигативних својстава]] раствора.<ref>P. W. Atkins, M. J. Clugston: Načela fizikalne kemije, Školska knjiga, 4.izd, Zagreb, 1996, {{ISBN|978-953-0-30908-1}}, str. 93-103</ref>

== Тачке кључања неких супстанци ==
{{div col|colwidth=30em}}
* [[хелијум]] -268,93&nbsp;°C
* [[кисеоник]] -182,97&nbsp;°C
* [[бутан (једињење)|бутан]] -0,5&nbsp;°C
* [[етанол|етил алкохол]] 78,37&nbsp;°C
* [[вода]] 100&nbsp;°C
* [[гвожђе]] 2750&nbsp;°C
* [[волфрам]] 5555&nbsp;°C
{{div col end}}

== Види још ==
* [[Топлота испаравања]]
* [[Тачка топљења]]
* [[Топлота топљења]]
* [[Апсолутна нула]]

== Референце ==
{{Reflist}}

== Спољашње везе ==
{{Commons category|Boiling point}}
* {{Cite NSRW|short=x|wstitle=Boiling-Point}}

{{Нормативна контрола}}

{{СОРТИРАЊЕ:Тачка кључања}}
[[Категорија:Температура]]
[[Категорија:Хемијске особине]]
[[Категорија:Фазни прелази]]
[[Категорија:Фундаментални концепти физике]]