Что вы знаете о температуре кипения воды?

Температура кипения воды составляет 100 градусов по Цельсию на уровне моря. Это означает, что в большинстве мест это температура кипяченой воды. Однако по мере подъема над уровнем моря вода будет кипеть при более низкой температуре.

Какова температура кипения воды?

Вода кипит при температуре 100°С и давлении 1013 гПа (1 атм).

Его температура плавления при этих условиях равна 0°С, а плотность — 997 кг/м³ (примерно 1 литр воды весит 1 кг). Интересно, что вода может кипеть при разной температуре, в зависимости от давления.

Например, при давлении 697 гПа вода закипит при температуре 90°С, а при 126 гПа только при 50°С. Каков вывод из этого? К сожалению, с теоретической точки зрения нельзя однозначно ответить, когда именно закипает вода. Все зависит от сложившихся погодных условий. Однако чаще всего при обсуждении темы кипения воды значения приводятся применительно к условиям, сложившимся вблизи земной поверхности.

© shutterstock

Влияние давления

С увеличением высоты атмосферное давление падает. Грубо говоря, вы можете думать об этом так: над точкой на уровне моря больше воздуха, а это означает, что атмосферное давление здесь выше, чем на больших высотах, где наверху меньше давления воздуха. Это фундаментальное физическое правило объясняет многие важные погодные явления, а также тот раздражающий шум в ушах, когда вы летите на самолете или едете вверх или вниз по склону горы.

Это также влияет на температуру кипения воды: температуру, при которой жидкая вода начинает превращаться в пар, что происходит, когда давление пара становится равным атмосферному давлению. На большей высоте более низкое атмосферное давление означает, что нагретая вода быстрее достигает точки кипения, т. е. при более низкой температуре.

Высота (метры) Температура кипения — по Цельсию
0 м 100°С
152 м 99,5°С
305 м. 99°С
457 м 98,5°С
610 м 98°С
762 м 97,5°С
914 м 97°С
1067 м 96°С
1219 м 95,5°С
1372 м 95°С
1524 м 94,5°С
1676 м 94°С
1829 м 93,5°С
1981 м. 93°С
2134 м 92,5°С
2286 м 92°С
2438 м 91,5°С
2591 м 91°С
2743 м 90,5°С
2895 м 90°С
3048 м 89,5°С
таблица кипения воды по высоте

Кипение соленой воды

Соленая вода кипит при 101 °C (если взять за точку отсчета уровень моря). Это означает, что она повысится на 1 °C по сравнению с температурой кипения природной воды.

Но почему происходит это увеличение?

Другим фактором, влияющим на температуру кипения воды (наряду с температурой воды), являются минеральные соли, кальций, натрий, сульфаты или бикарбонаты, которые растворяются естественным или искусственным путем (например, когда мы добавляем поваренную соль в кастрюлю с водой).

Эти минеральные соли вызывают изменение точки кипения, поскольку ионы соли затрудняют движение молекул воды, что затрудняет достижение точки, в которой вода начнет кипеть.

© shutterstock

Почему вода кипит?

Когда мы видим кипящую в горшке воду, мы наблюдаем вживую один из режимов ее парообразования, химико-физическое явление, посредством которого вода переходит из жидкого состояния в парообразное под действием тепла. На физическом и химическом уровне тепло обеспечивает энергию, необходимую для разрыва прочных водородных связей, которые связывают молекулы воды в жидком состоянии, чтобы преобразовать ее в газ или пар.

Однако важно знать, что кипение не следует путать с испарением, второй важный способ превращения воды из жидкости в пар, который мы можем наблюдать с того момента, как начинаем нагревать кастрюлю над пламенем.

Но что происходит, когда мы ставим воду кипятиться на огонь? Чтобы понять это, мы всегда используем кастрюлю с водой на огне в качестве экспериментального эталона для приготовления еды. Фактически, чтобы приготовить ее, нам нужно вскипятить воду, нагрев кастрюлю так, чтобы она достигла 100 ° C, температуры приготовления большенства блюд. Через несколько минут мы сразу же видим образование пара. В этот момент мы начинаем видеть испарения глазами. По сути, испарение — это испарение молекул воды на поверхности, которые начинают превращаться в пар, как только ее температура начинает повышаться за счет тепла пламени.

Испарение, по определению, — это медленный и непрерывный переход из жидкости в пар молекул воды на поверхностном слое, происходящий под действием тепла при любой температуре выше 0°С и ниже 100°С.

Кипение, с другой стороны, определяет быстрый и бурный переход воды из жидкого состояния в пар или газ, затрагивающий всю массу ее молекул, а не только ее поверхность, и имеет место в нашем опыте при 100° С.

Но почему образуются пузыри? Глядя на нашу массу воды в горшке, маленькие пузырьки газа присутствуют с самого начала, они состоят из газа, захваченного жидкостью.При повышении температуры пузырьки расширяются за счет увеличения их поверхностного натяжения, то есть силы действия газа на поверхность вмещающей его жидкости. Только когда поверхностное натяжение пузырьков сравняется с внешним давлением, они поднимутся на поверхность, и вода закипит, выпустив пар.

Оставьте комментарий