Температура кипіння — це температура, за якої тиск насиченої пари рідини дорівнює зовнішньому тиску.

Основні закономірності

Температура кипіння залежить від:

  1. Міжмолекулярних взаємодій
    • сильніші взаємодії → вища температура кипіння
    • водневі зв’язки (H₂O, спирти) різко підвищують Tₖип
  2. Молекулярної маси
    • у гомологічних рядах зі зростанням маси Tₖип зростає
  3. Зовнішнього тиску
    • зі зменшенням тиску температура кипіння знижується

Приклади (≈ 1 атм)

Рідина T кипіння, °C
Вода 100
Етанол 78
Ртуть 357
Натрій 883
Галій ~2400

Питома теплоємність рідкого стану

Питома теплоємність (c) — кількість теплоти, необхідна для нагрівання 1 кг речовини на 1 К:Q=mcΔTQ = mcDelta TQ=mcΔT

Загальні властивості рідин

  • Рідини мають більшу теплоємність, ніж тверді тіла
  • Теплоємність зменшується зі зростанням температури (для більшості рідин)

Типові значення

Речовина (рідина) c, Дж/(кг·К)
Вода 4200
Етанол ~2400
Ртуть ~140
Натрій (рідкий) ~1300
Галій (рідкий) ~370

Висока теплоємність води зумовлена водневими зв’язками → важлива роль у кліматі та теплових процесах.

Рідкі метали

Загальна характеристика

Рідкі метали — це метали в рідкому стані, що зберігають:

  • високу електропровідність
  • високу теплопровідність
  • відносно малу питому теплоємність

Особливості

  • Атоми зв’язані металевим зв’язком
  • Відсутня кристалічна ґратка, але зберігається короткодіючий порядок
  • Теплова енергія витрачається переважно на поступальний рух атомів

Найважливіші рідкі метали

Метал T плавлення, °C Особливості
Ртуть −39 рідка за кімнатної температури
Натрій 98 використовується як теплоносій
Калій 63 дуже реакційноздатний
Галій 30 плавиться в руці

Застосування

  • Теплоносії в ядерних реакторах (Na, Na–K)
  • Термометри (ртуть)
  • Електроніка і сенсори (галій)

Порівняння: звичайні рідини vs рідкі метали

Властивість Звичайні рідини Рідкі метали
Теплоємність велика менша
Електропровідність мала дуже велика
Тип зв’язку міжмолекулярний металевий
В’язкість різна зазвичай невелика
Метал Тиск насичених парів (атм) Питома теплоємність рідини
10 -3 10 -6
Температура кипіння o K (кал / г o C) (кДж / кг o C)
Алюміній / Aluminum тисячу сімсот вісімдесят дві тисячу триста тридцять три 0.260 1.09
Сурма / Antimony 1007 741 0.062 0.26
Берилій / Beryllium 1793 тисяча триста сорок сім 0.780 3.27
Вісмут / Bismuth тисяча сто п’ятьдесят-п’ять 851 0.036 0.15
Кадмій / Cadmium 655 486 0.063 0.26
Хром / Chromium +1992 1530 0.224 0.94
Кобальт / Cobalt 2167 тисяча шістсот п’ятьдесят два 0.164 0.69
Мідь / Copper тисяча вісімсот шістьдесят дві тисяча триста дев’яносто одна 0.118 0.49
Золото / Gold 2023 1510 0.036 0.15
Іридій / Iridium 3253 2515 0.043 0.18
Залізо / Iron 2093 1594 0.197 0.82
Свинець / Lead 1230 889 0.033 0.14
Магній / Magnesium 857 638 0.320 1.34
Марганець / Manganese 1 495 тисячі сто тридцять одна 0.200 0.84
Ртуть / Mercury 393 287 0.00
Молібден / Molybdenum 3344 2558 0.089 0.37
Нікель / Nickel 2156 тисяча шістсот сорок шість 0.175 0.73
Ніобій (раніше -Колумбій) / Niobium (Columbium) 3523 2721 0.083 0.35
Осмій / Osmium  –  – 0.039 0.16
Платина / Platinum 2817 2155 0.043 0.18
Плутоній / Plutonium 2200 1596 0.041 0.17
Калій / Potassium 606 430  –  –
Родій / Rhodium  –  – 0.092 0.39
Кремній / Silicon 2340 один тисяча сімсот сорок дев’ять 0.217 0.91
Срібло / Silver +1582 +1179 0.068 0.28
Натрій / Sodium 701 504 0.00
Тантал / Tantalum 3959 3052 0.040 0.17
Торій / Thorium 3251 2407 0.047 0.20
Олово / Tin тисяча вісімсот п’ятьдесят сім 1 366 0.058 0.24
Титан / Titanium 2405 1827 0.188 0.79
Вольфрам / Tungsten 4139 3228 0.040 0.17
Уран / Uranium 2861 2128 0.048 0.20
Ванадій / Vanadium 2525 1948 0.207 0.87
Цинк / Zinc 752 559

Дещо інше: