Bod varu A Dipólový Moment

Tento článek pojednává o vztahu mezi bodem varu a dipólovým momentem. Vztah mezi teplotou, tlakem a bodem varu je obecně známý.

Známe dokonce účinky molekulárních sil a velikosti molekul na bod varu. Nyní uvidíme, jak dipólový moment ovlivňuje bod varu. Nejprve však krátce probereme, co přesně znamená dipólový moment, a poté budeme pokračovat v diskusi dále, abychom viděli, jak ovlivňuje bod varu.

Co je to dipólový moment?

Dipólový moment je běžně používaný termín v elektromagnetismu. Je to míra oddělení dvou nábojů, které jsou opačné polarity. Tyto polarity jsou totiž pozitivní a negativní.

Elektrický dipól se zabývá oddělením dvou polárních opačných nábojů - kladného a záporného. Existuje další typ dipólového momentu, který se také nazývá magnetický dipólový moment. Magnetický dipól lze definovat jako cirkulaci střídavého elektrického proudu. Dipólový moment je vektorová veličina.

Vzorec dipólového momentu

Nyní, když známe význam dipólového momentu, můžeme pokračovat v diskusi dále vzorcem dipólového momentu. Velikost dipólového momentu závisí na dvou věcech – na hodnotě náboje a na vzdálenosti, o kterou jsou odděleny.

Vzorec pro dipólový moment je uveden v části níže -

Kde,

Mu je dipólový moment

q je velikost náboje

r je vzdálenost, o kterou jsou náboje odděleny

Zvyšuje dipólový moment bod varu?

Když se dipólový moment zvyšuje, zvyšuje se přitažlivost mezi atomy. Protože mezimolekulární síla roste s vyšším dipólovým momentem, je obtížné tyto vazby přerušit.

Pokud je obtížné tyto vazby rozbít, bude k vaření této látky potřeba více energie. Můžeme tedy říci, že s rostoucím dipólovým momentem roste i bod varu. Energie je vše, co je potřeba k tomu, aby se látka nakonec uvařila.

Jak dipólový moment ovlivňuje bod varu?

Než odpovíme na tuto otázku, měli bychom mít na paměti jednu věc – pokud jsou přitažlivé síly mezi molekulami větší, bude vyšší i bod varu.

Když má dipólový moment větší hodnotu, pak se také zvyšují přitažlivé síly mezi molekulami. Kvůli těmto silám je obtížné přerušit vazby a vařit látku. Proto také bod varu roste s dipólovým momentem.

Je zvýšení bodu varu způsobeno poklesem dipólového momentu?

Ne. Důvod již byl diskutován ve výše uvedené části. Zvýšení dipólového momentu zvyšuje přitažlivé síly mezi molekulami.

Když se tyto přitažlivé síly zvýší, molekuly se hůře oddělují. K oddělení těchto molekul potřebuje vyšší energii. Tím je bod varu látky vyšší. Zvýšení bodu varu tedy rozhodně není výsledkem poklesu dipólového momentu.

Faktory ovlivňující bod varu na mikroskopické úrovni

Když mluvíme o mikroskopické úrovni, mluvíme o vlivu chování atomu na bod varu. Na makroskopických úrovních víme, že tlak a teplota hrají velmi zásadní roli při varu látky.

Nyní se podívejme na faktory, které se odehrávají na mikroskopické úrovni a ovlivňují bod varu.

Tyto faktory jsou uvedeny v části níže –

• Molekulární síly – Molekulární síly přímo ovlivňují bod varu. Pokud jsou molekulární síly vysoké, pak se atomy budou navzájem přitahovat tak, že se nebudou moci snadno oddělit. K varu látky bude potřeba vyšší množství energie. Molekulární síly zahrnují dipólové dipólové interakce, Van Der Waalsovu sílu, iontovou vazbu, H vazby. K nejvyšší přitažlivosti dochází, když existuje iontová vazba.
• Shape – Tvar sloučeniny také ovlivňuje velikost molekul. U delších řetězů jsou přitažlivé síly významné a vyšší. Tímto způsobem také stoupá bod varu. Bod varu sloučeniny se zvýší, pokud má sloučenina dlouhý řetězec, ale bod varu se sníží, když sloučenina rozvětví.
• Molekulární váha – Molekulová hmotnost sloučeniny také přímo ovlivňuje bod varu sloučeniny. Čím větší je molekulová hmotnost, tím větší budou přitažlivé síly mezi atomy. K varu látky bude tedy potřeba více energie. Hmotnost látky se zvyšuje, když je k sobě připojeno více atomů, aby vznikla jedna molekula. Více atomů bude mít za následek vyšší přitažlivé síly a vyšší přitažlivé síly povedou k vyššímu bodu varu.

Vliv tlaku na bod varu

Máme společnou mylnou představu o varu. Myslíme si, že k varu dochází kvůli přítomnosti vysoké teploty. Ale to není pravda. V této části uvidíme, jak tlak ovlivňuje bod varu látky.

Vodu můžeme vařit i při 15 stupních Celsia, pouze pokud je tlak okolí velmi menší nebo řekněme ve vakuu. O bodu varu rozhoduje tlak par kapaliny a tlak okolí. Když se hodnoty okolního tlaku a tlaku par vyrovnají, látka se začne vařit.

Obrázek kreditů: uživatel: Markus Schweiss, Kochendes wasser02, CC BY-SA 3.0

Druhy varu

Koncept varu se nám může zdát jednoduchý, přesto se stále dělí na tři typy. Tyto tři typy jsou diskutovány v části níže –

• Nukleátový var – Toto je nejběžnější typ varu. U tohoto typu můžeme vidět bublinky páry tvořící se na povrchu, kde dochází k přenosu tepla. Tyto tepelné bubliny se pohybují nahoru a přenášejí teplo s sebou. Přenos tepla pomocí tepelných bublin je velmi účinný způsob přenosu tepla.
• Přechodový var – Přenos tepla bublinami se nezvyšuje donekonečna, ale dosahuje konstantní hodnoty nebo kritické hodnoty tepelného toku. Po dosažení tohoto bodu začne tepelná účinnost klesat. Důvodem je velká část páry, která vytváří izolační film blízko povrchu.
• Vaření filmu– Když teplotu dále zvýšíme, můžeme vidět vrstvu páry pokrývající povrch. To snižuje přenos tepla v důsledku konvekce.

Také čtení:

• Je olejovým izolantem
• Bod tuhnutí a bod varu
• Je intenzivní na bod varu
• Bod varu a povrch
• Viskozita transformátorového oleje
• Viskozita motorového oleje
• Je bod varu a bod kondenzace stejný
• Viskozita ricinového oleje
• Je bod varu intenzivní vlastností
• Viskozita olivového oleje