Кипение при пониженном давлении таблица

Кипение при пониженном давлении таблица thumbnail

Òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ — ýòî òåìïåðàòóðà, ïðè êîòîðîé ïðîèñõîäèò êèïåíèå æèäêîñòè, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ ïîä ïîñòîÿííûì äàâëåíèåì. Ñîãëàñíî óðàâíåíèþ Êëàïåéðîíà — Êëàóçèóñà ñ ðîñòîì äàâëåíèÿ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ, à ñ óìåíüøåíèåì äàâëåíèÿ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ ñîîòâåòñòâåííî óìåíüøàåòñÿ. Óçíàòü êàê òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ âîäû áóäåò çàâèñåòü îò äàâëåíèÿ âû ñìîæåòå èç òàáëèöû.

Çíà÷åíèÿ:

  • tk,°C – òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ âîäû (°C);
  • P – îáùåå äàâëåíèå;
  • êÏà – êèëîïàñêàëü;
  • àòì. – àòìîñôåðà.

P

tk,°C

êÏà.

àòì.

0,981

0,01

6,698

1,961

0,02

17,20

3,923

0,05

28,64

9,807

0,1

45,45

19,61

0,2

59,67

29,42

0,3

68,68

39,23

0,4

75,42

49,03

0,5

80,86

58,84

0,6

85,45

68,65

0,7

89,45

78,45

0,8

92,99

88,26

0,9

96,18

98,07

1,0

99,09

101,3

1,033

100,00

147,1

1,5

110,79

196,1

2,0

119,62

245,2

2,5

126,79

294,2

3,0

132,88

392,3

4,0

142,92

490,3

5,0

151,11

588,4

6,0

158,08

686,5

7,0

164,17

784,5

8,0

169,61

882,6

9,0

174,53

980,7

10,0

179,04

1961

20,0

211,38

2452

25,0

222,90

4903

50,0

262,70

9807

100,0

309,53

  

Êàëüêóëÿòîðû ïî ôèçèêå

Ðåøåíèå çàäà÷ ïî ôèçèêå, ïîäãîòîâêà ê ÝÃÅ è ÃÈÀ, ìåõàíèêà òåðìîäèíàìèêà è äð.
Êàëüêóëÿòîðû ïî ôèçèêå
  

Ôèçèêà 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ

Îñíîâíàÿ èíôîðìàöèÿ ïî êóðñó ôèçèêè äëÿ îáó÷åíèÿ è ïîäãîòîâêè â ýêçàìåíàì, ÃÂÝ, ÅÃÝ, ÎÃÝ, ÃÈÀ
Ôèçèêà 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ

Источник

Многие люди думают, что температура кипения воды составляет 100 градусов Цельсия. Однако этот показатель может меняться в зависимости от атмосферного давления.

Например, на горе Эверест на подъеме 8842 метра над уровнем моря вода закипит при +70°C. А в глубокой шахте при достижении температуры + 103°C

В данной статье мы выясним, как будет меняться температура кипения воды в зависимости от давления: в горах, шахте, вакууме. Рассмотрим особенности процесса кипячения с точки зрения физики и химии.

Как будет меняться температура кипения воды: 4 фактора

Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.

Кипение

Стоит отметить, что она всегда остается неизменной. Поэтому, если увеличить огонь под кипящей кастрюлей с водой, выкипать будет быстрее, но температура при этом не увеличится, так как средняя кинетическая энергия молекул остаётся неизменной.

Рассмотрим 4 фактора, которые влияют на изменение t°:

  1. Пониженное атмосферное давление (наблюдается в горной местности) – t° уменьшается.
  2. Повышенное атмосферное давление (наблюдается в шахте) – t° наоборот увеличивается.
  3. Применения герметической крышки, вакуума. За счёт герметической крышки или посуды пар не выходит градус кипения увеличивается. При использовании вакуума температура зависит от давления, которое создано внутри его.
  4. Свойства воды. Соленая вода начинает кипеть при более высокой температуре, чем пресная.

Рассмотрим более подробно каждый из факторов.

Влияние атмосферного давления

Согласно исследованиям и уравнению Клапейрона — Клаузиуса, градус кипения напрямую зависит от атмосферного давления. С его ростом температура кипения увеличивается, а с уменьшением, наоборот, становится все ниже и ниже.

Атмосферное давление — это давление атмосферы, действующее на все находящиеся на ней предметы и земную поверхность. Оно может меняться в зависимости от места и времени и измеряется барометром.

При нормальном атмосферном давлении 760 мм ртутного столба вода кипит при + 100 °C

В горной местности давление уменьшается, а под землей (в шахте) увеличивается.

Для наглядности предоставлена таблица № 1 из большого химического справочника, источник: Волков А. И, Жарский И. В.

Таблица № 1. «Температура кипения воды от давления».

Р, кПаt, °CР, кПаt, °CР, кПаt, °C
5,032,8891,597,17101,325100,00
10,045,8292,097,32101,5100,05
15,053,9892,597,47102,0100,19
20,060,0793,097,62102,5100,32
25,064,9893,597,76103,0100,46
30,069,1194,097,91103,5100,60
35,072,7094,598,06104,0100,73
40,075,8895,098,21104,5100,87
45,078,7495,598,35105,0101,00
50,081,3496,098,50105,5101,14
55,083,7396,598,64106,0101,27
60,085,9597,098,78106,5101,40
65,088,0297,598,93107,0101,54
70,089,9698,099,07107,5101,67
75,091,7898,599,21108,0101,80
80,093,5199,099,35108,5101,93
85,095, 1599,599,49109,0102,06
90,096,71100,099,63109,5102,19
90,596,87100,599,77110,0102,32
91,097, 02101,099,91115,0103,59

Единицы измерения давления в таблице: кПа.

1 кПа = 1000 Па = 0,00986923 атм = 7, 50062 мм. рт. ст

Нормальное атмосферное давление составляет 765 мм. РТ. Ст. = 101,325 Р, кПа

Температура кипения в горах

При подъеме над поверхностью Земли (в горах), температура кипения воды падает, так как снижается атмосферное давление (на каждые 10, 5 м на 1 мм РТ. С). Пузырькам легче всплывать –  процесс происходит быстрее.

Для варки мяса, как и других продуктов, нужны привычные 100  градусов. В обратном случае все компоненты бульона просто останутся сырыми.

Таблица № 2. «Как будет меняться t° кипения с высотой».

Высота над уровнем моряt° кипения
100,0
50098,3
100096,7
150095,0
200093, 3
250091,7
300090,0
350088,3
400086,7
450085,0
500083,3
600080,0

Температура кипения воды в шахте

Если спуститься в шахту, то давление будет увеличиваться.

Температура кипения воды в шахте зависит от глубины (при спуске на 300 м вода закипит при t 101°C, при глубине 600 метров -102 °C

Применение герметической крышки

Герметичные крышки не позволяет образовавшемуся пару ускользнуть. В среднем температура закипания воды увеличивается от 5-20 градусов.

В хозяйстве для приготовления блюд часто используют кастрюли, сковородки с герметичной крышкой. Таким образом, уменьшается время приготовления пищи за счет высокой температуры, а блюда получаются более вкусными. В горных районах с низким давлением это необходимая вещь для приготовления пищи. Так же используют мультиварки и сотейники.

Кипячение воды в вакууме

Вакуум — это среда с газом, с пониженным давлением.

Виды вакуумов:

  1. низкий;
  2. средний;
  3. высокий;
  4. сверхвысокий;
  5. экстремальный;
  6. космическое пространство;
  7. абсолютный.

Температура кипения воды в вакууме зависит от того, какое давление в нём.

Разные виды вакуумов поддерживают разное давление. Например, в низком вакууме давление составляет от 760 до 25 мм. РТ. Ст. В абсолютном вакууме давление полностью отсутствует. Для точного расчета нужно знать модель вакуума и давление, которое он поддерживает.

Кипение солёной воды

Солёная вода закипает при более высокой температуре за счет своих свойств.

Соль увеличивает плотность воды, соответственно на процесс требуется больше времени.

t° повышается примерно на 1 градус при добавлении 40 грамм соли на литр воды.

Температура кипения воды в чайнике

Чистая пресная вода закипает в чайнике при t° 100 градусов °C  при условиях нормального атм. давления 760 мм ртутного столба.

Удельная теплоемкость

Удельной теплоемкостью вещества называется количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 кг этого вещества, чтобы его температура изменилась на 1 градус Цельсия.

Это количество теплоты необходимое для нагревания массы вещества на один градус.

формула

формула удельной теплоемкости

С — удельная теплоемкость;

Q — кол-во теплоты;

— масса нагреваемого охлаждающегося вещества;

— ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.

Процесс кипячения воды: 3 основных стадии

Кипение – это интенсивное парообразование, которое происходит при нагревании жидкости по всему объёму при определённой температуре.

Весь процесс кипения воды сопровождается выделением пара. Это одно из состояний воды. При парообразовании температура пара и воды остаются постоянными до тех пор, пока жидкость не изменит свое агрегатное состояние. Это явление объясняется тем, что при кипении вся энергия расходуется в преобразование воды в пар.

В воде растворены молекулы воздуха (газов). При нагревании газ превращается в воздушные пузырьки. При достижении достаточной температуры они лопаются, создаётся характерный шум.

Процесс можно разделить на 3 стадии:

  1. Появление небольших пузырьков вдоль стенок сосуда. Их количество стремительно увеличивается.
  2. Массовый подъем пузырьков и увлечения их объема. Помутнение воды, затем «побеление».
  3. Интенсивное бурление. Пузырьки увеличиваются в размере, поднимаются и лопаются, выпуская пар. Слышен характерный звук кипения.

Что такое кипячёная вода?

Это вода, ранее доведенная до температуры кипения. Сырая вода в своем составе может содержать различные бактерии, микроорганизмы. В водопроводе больших городов много хлора и различных других химических веществ. Процесс кипячения обезвреживает многие микробы. Однако не все бактерии и тяжёлые металлы убиваются в кипящей воде, поэтому питьевая вода происходит предварительную проверку пригодности.

Выводы и рекомендации

Кипячение необходимый процесс для человечества. С помощью него приготавливают пищу, стирают загрязненную одежду, проводят дезинфекцию.

Градус кипения напрямую зависит от давления, свойств воды и емкости.

Подготовлено специалистами www.vodasila.ru

Автор Марюшина Мария

Источник

Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Рабочие среды / / Вода, лед и снег  / / Зависимость температуры кипения воды от давления. 7- 310°C, 0,01-100 кгс/см2 100- 374°C / 212- 706°F, 1-222 кгс/см2 = 14-3226 psia.

Зависимость температуры кипения воды от давления. 7- 310°C, 0,01-100 кгс/см2

Pабс (кгс/см2 )

T oC

Примечание

0.01
0.02
0.04
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.033

6.698
17.20
28.64
45.45
59.67
68.68
75.42
80.86
85.45
89.45
92.99
96.18
99.09
100.0

1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
20.0
25.0
50.0
100.0

110.79
119.62
126.79
132.88
142.92
151.11
158.08
164.17
169.61
174.53
179.04
211.38
222.90
262.70
309.53

Давления
выше
атмосферного

Забавная ссылка “Давление атмосферы на различной высоте над землей” для альпинистов и туристов от проекта dpva.ru.

Зависимость температуры кипения воды от давления. 100- 374°C / 212- 706°F, 1-222 кгс/см2 = 14-3226 psia 

Абсолютное давление (не приборное)Температура кипения воды
barабс = 1×10-5*Papsiaмм рт.ст. = mmHgдюймов рт.ст. = inHg°C°F
1.01314.776029.92100212
1.03415.077630.54101213
1.10316.082732.58102216
1.17217.087934.61104219
1.24118.093136.65106222
1.31019.098338.68107225
1.37920.0103440.72109228
1.51722.0113844.79112233
1.65524.0124148.86114238
1.79326.0134552.94117242
1.93128.0144857.01119246
2.06830.0155161.08121250
2.20632.0165565.15123254
2.34434.0175869.22125258
2.48236.0186273.30127261
2.62038.0196577.37129264
2.75840.0206981.44131267
2.89642.0217285.51132270
3.03444.0227589.58134273
3.17246.0237993.66135276
3.30948.0248297.73137279
3.44750.02586101.8138281
3.58552.02689105.9140284
3.72354.02793109.9141286
3.86156.02896114.0142288
Абсолютное давление (не приборное)Температура кипения воды
barабс = 1×10-5*Papsiaмм рт.ст. = mmHgдюймов рт.ст. = inHg°C°F
3.99958.02999118.1144291
4.13760.03103122.2145293
4.27562.03206126.2146295
4.41364.03310130.3147297
4.55166.03413134.4148299
4.68868.03517138.4149301
4.82670.03620142.5151303
4.96472.03723146.6152305
5.10274.03827150.7153307
5.24076.03930154.7154309
5.37878.04034158.8155310
5.51680.04137162.9156312
5.65482.04241167.0157314
5.79284.04344171.0158316
5.92986.04447175.1158317
6.06788.04551179.2159319
6.20590.04654183.2160320
6.34392.04758187.3161322
6.48194.04861191.4162323
6.61996.04965195.5163325
6.75798.05068199.5164326
6.8951005171203.6164328
7.2391055430213.8166331
7.5841105689224.0168335
7.9291155947234.1170338
Абсолютное давление (не приборное)Температура кипения воды
barабс = 1×10-5*Papsiaмм рт.ст. = mmHgдюймов рт.ст. = inHg°C°F
8.2741206206244.3172341
10.341507757305.4181359
12.071759050356.3189372
13.7920010343407.2194382
15.5122511636458.1200392
17.2425012929509.0205401
18.9627514222559.9210410
20.6830015514610.8214417
22.4132516807661.7218425
24.1335018100712.6222432
25.8637519393763.5226438
27.5840020686814.4229445
29.3042521979865.3233451
31.0345023272916.2236456
32.7547524565967.1239462
34.47500258571018242467
36.20525271501069245472
37.92550284431120247477
39.64575297361171250482
41.37600310291222252486
43.09625323221273255491
44.82650336151323257495
46.54675349081374260499
48.26700362001425262503
49.99725374931476264507
Абсолютное давление (не приборное)Температура кипения воды
barабс = 1×10-5*Papsiaмм рт.ст. = mmHgдюймов рт.ст. = inHg°C°F
51.71750387861527266511
53.43775400791578268515
55.16800413721629270518
56.88825426651680272522
58.61850439581731274525
60.33875452511782276529
62.05900465431832278532
65.50950491291934281539
68.951000517152036285545
75.061089563012217290555
84.641228634852499298570
98.781433740912917310590
114.61662859653384321610
127.91854958953775329625
147.321361104624349341645
163.323691224934823349660
186.827101401275517360680
213.530961601316304371700
222.432261668296568374706

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Читайте также:  Как правильно питаться при пониженном давлении

Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.

Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.

Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса.
Free xml sitemap generator

Источник

Что считать вакуумом?

foto15933-2Слово «вакуум» означает абсолютную пустоту, или пространство, свободное от вещества. Когда нет вещества, нечему и кипеть.

В науке и технике под ним понимают пространство, где давление значительно ниже атмосферного.

Критерием глубины вакуума является степень разрежения. Она определяется отношением давления в объеме к величине атмосферного. Единица измерения, принятая международной системой мер – Паскаль, но применяются и другие.

Нормальное атмосферное давление, измеренное на уровне моря, принято равным 760 мм ртутного столба, или 101325 Па. Например, разрежение, при котором давление равно 100 Па, считается низким,  0,00001 Па – высоким.

Как кипит H2O в таких условиях?

В любом сосуде, заполненном водой, всегда присутствуют частички воздуха. Они остаются на микроскопических трещинах, имеющихся на стенках емкости. По мере нагрева пузырьки увеличиваются, и становятся видимыми невооруженным взглядом, особенно на стенках сосуда и его дне. По сути, это капли насыщенного пара, растворенные в воде.

На определенном этапе пузырьки под действием силы Архимеда начинают выталкиваться наружу. Вода бурлит, но еще не кипит. Это связано с тем, что нагрев происходит неравномерно.

Читайте также:  Что значит когда давление пониженное а пульс высокий

Когда температура на дне сосуда уже достигла 100 °C, а на поверхности воды ещё нет, сила поверхностного натяжения и атмосферное давление препятствуют выходу частиц за пределы емкости. Они возвращаются назад, теряя температуру.

Когда степень нагрева поверхностного и придонного слоя выравнивается, вещество закипает. В вакууме частицам легче покинуть объем сосуда. Этому препятствует только поверхностное натяжение, поэтому кипение начинается при более низкой температуре.

Почему может кипеть при отрицательных температурных значениях?

Когда среда разрежена, вода закипает раньше. Кипение начнется, как только разрежение достигнет величины, при которой температура кипения становится меньше температуры окружающей среды.

Ниже в таблице приведены округленные данные зависимости температуры кипения от давления.

Давление, PaТемпература кипения воды
°C°F°K
101 325100212373
84 66095205368
70 06090194363
47 34080176353
31 55070158343
19 90060140333
12 30050122323
7 35040104313
4 2303086303
3 3802780300
3 0482576298
2 7102272295
2 3702069293
2 0301864291
1 6701559288
1 3501253285
1 010745280
60532273
340-621267
170-156258
35-31-24242
0,16-47-35226
0,3-51-60222
0,03-56-70217

Вода, отдавая пар, остывает. Он конденсируется и возвращается обратно в жидкое состояние. При дальнейшей откачке воздуха разрежение становится таким, что H2O мгновенно вскипает.

Температура понижается до отрицательной, водяной пар кристаллизуется, образуя лед. Поскольку это сопровождается увеличением объема, образованию льда препятствует внешнее давление.

Чем оно меньше, тем раньше образуется лед. Поэтому, даже при низком разрежении вода неизбежно превратится в пар, затем в лед.

Как быстро закипает?

foto15933-3Все зависит от степени разрежения. При недостаточной откачке воздуха холодная вода кипеть не будет.

Как только его станет меньше, она начнет переходить в паровую фазу.

Происходить это будет длительное время из-за конденсации. Теоретически можно достичь динамического равновесия, когда скорость испарения и скорость конденсации водяного пара равны.

При высоком разрежении закипание наступит практически мгновенно. Затем пар кристаллизируется из-за понижения температуры до отрицательного значения. Этот процесс тоже не займет много времени. Теплопроводность пара значительно выше, чем у воды, остывает он быстрее.

Полезное видео

Наглядно кипение воды в вакууме представлено в видео:

Заключение

Исследования поведения воды в условиях разреженного воздуха очень важны. К примеру, в освоении космического пространства. Там процессы происходят в безвоздушной среде, атмосфера как таковая отсутствует. Есть и другие области деятельности человека, где без таких знаний не обойтись.

А какова Ваша оценка данной статье?

Источник