Раздел 1: Физическая химия.

Глава 1: Агрегатные состояния.

В зависимости от внешних условий (температуры и давления) вещество может находиться в различных состояниях—плазменном, газообразном, жидком, твердом и сверхсжатом.

В трех из них — газообразном, жидком и твердом — сохраняется атомно-молекулярный состав вещества, что особенно важно для химических превращений. Эти три состояния называются агрегатными. Переход вещества из одного агрегатного состояния в

другое, называемый фазовым переходом, сопровождается изменением энергии системы — поглощением теплоты при плавлении, испарении и сублимации и выделением теплоты при кристаллизации и конденсации.

Температурой кипения называется температура, при которой давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению.

Нормальной температурой кипения называется температура, при которой вещество кипит при нормальном внешнем давлении(101 325 Па, или 760 мм рт.ст.). Температурная зависимость давления насыщенного пара позволяет судить о температуре кипения вещества при заданном внешнем давлении. Знание зависимости температуры кипения от внешнего давления весьма важно для реализации некоторых технологических процессов. Парообразование сопровождается охлаждением тела, так как оно при испарении теряет более энергоемкие ≪горячие≫ молекулы. Для поддержания парообразования необходимо постоянно пополнять тело такими молекулами, для чего необходим постоянный приток энергии.

В общественном питании используют тепловую обработку продуктов в вакууме (точнее —при разрежении). Основным ее назначением является получение пищевых концентратов при сохранении физико-химических свойств их компонентов, т.е. при сохранении пищевой ценности кулинарных изделий. В вакууме проводят тепловую обработку продуктов, неустойчивых к высоким температурам. Этот способ находит широкое применение при сгущении (концентрации) ценных жидких пищевых продуктов: соков, молока, бульонов, соусов. Производство таких продуктов благодаря применению выпаривания можно осуществлять централизованно и обеспечивать ими кафе, закусочные. Концентрированные продукты проще транспортировать. Перед реализацией их требуется только разбавить кипяченой водой. Производство концентрированных продуктов осуществляется в специальных вакуум-выпарных установках. В процессе кипения продукта и отвода образовавшихся из него вторичных паров продукт постепенно сгущается (концентрация в нем сухих веществ повышается). Температура кипения в вакуум-выпарных установках определяется давлением, при котором осуществляется выпаривание. Чем ниже давление, тем ниже температура кипения жидкого продукта. В вакуум-выпарных установках, применяемых в пищевой промышленности и общественном питании, температура кипения в зависимости от назначения продукта и типа установки составляет от 20 до 85 °С.

Временное изменение свойств воды происходит также в процессе ее тепловой обработки под давлением (при нагревании в автоклавах в течение нескольких часов при 300—400 °С). Такая вода имеет повышенную растворяющую способность по отношению к некоторым солям и более высокую электрическую проводимость.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ:

1. Приведите доказательство молекулярного строения газа.

2. Перечислите макро- и микроскопические свойства тела. Объясните их взаимосвязь.

3. Докажите, что температура и давление, входящие в уравнение состояния идеального

газа, являются абсолютными величинами.

4. Назовите свойства, отличающие реальный газ от идеального.

5. Идеальный газ сжимается неограниченно. Почему невозможно сжать так же реальный

газ ?

6. Что такое абсолютная шкала температур?

7. От чего зависит давление насыщенного пара?

8. Какая температура является температурой кипения?

9. Объясните на основании кинетической теории и межмолекулярного взаимодействия

различие между жидкостью и газом.

10. Почему жидкости практически не сжимаемы? Какое давление необходимо,

чтобы произошло значительное сжатие жидкости?

11. Почему газы не обладают поверхностью?

12. Объясните, почему невозможно существование жидкости при температуре

выше критической.

13. Объясните на основании теории строения жидкости, почему теплота парообразования

всегда положительная (энергия затрачивается).

14. Какие микросвойства жидкости сообщают ей большую вязкость?

15. Как влияет присутствие примесей в жидкости на коэффициент поверхностного

натяжения?

16. Объясните, как влияет увеличение внутреннего давления: а) на нормальную

температуру кипения; б) на давление насыщенного пара; в) на поверхностное

натяжение; г) на вязкость; д) на теплоту парообразования.

17. В чем состоит различие между аморфными и кристаллическими телами?

18. Что собой представляют вандерваальсовы силы?

19. В чем заключается различие связей в кристаллах ионного и атомного типов?

20. Что такое водородная связь?

21. Опишите тип связи в кристаллических решетках следующих тел: а) твердый

диоксид углерода — сухой лед; б) алмаз; в) каменная соль; г) парафин (свечной);

д) лед; е) кусок меди.

22. Почему теплота плавления всегда положительна?

23. Объясните способность твердых тел испаряться.