Температура кипения воды повышенное давление
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.
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°:
- Пониженное атмосферное давление (наблюдается в горной местности) – t° уменьшается.
- Повышенное атмосферное давление (наблюдается в шахте) – t° наоборот увеличивается.
- 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.
- 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, кПа | t, °C | Р, кПа | t, °C | Р, кПа | t, °C |
| 5,0 | 32,88 | 91,5 | 97,17 | 101,325 | 100,00 |
| 10,0 | 45,82 | 92,0 | 97,32 | 101,5 | 100,05 |
| 15,0 | 53,98 | 92,5 | 97,47 | 102,0 | 100,19 |
| 20,0 | 60,07 | 93,0 | 97,62 | 102,5 | 100,32 |
| 25,0 | 64,98 | 93,5 | 97,76 | 103,0 | 100,46 |
| 30,0 | 69,11 | 94,0 | 97,91 | 103,5 | 100,60 |
| 35,0 | 72,70 | 94,5 | 98,06 | 104,0 | 100,73 |
| 40,0 | 75,88 | 95,0 | 98,21 | 104,5 | 100,87 |
| 45,0 | 78,74 | 95,5 | 98,35 | 105,0 | 101,00 |
| 50,0 | 81,34 | 96,0 | 98,50 | 105,5 | 101,14 |
| 55,0 | 83,73 | 96,5 | 98,64 | 106,0 | 101,27 |
| 60,0 | 85,95 | 97,0 | 98,78 | 106,5 | 101,40 |
| 65,0 | 88,02 | 97,5 | 98,93 | 107,0 | 101,54 |
| 70,0 | 89,96 | 98,0 | 99,07 | 107,5 | 101,67 |
| 75,0 | 91,78 | 98,5 | 99,21 | 108,0 | 101,80 |
| 80,0 | 93,51 | 99,0 | 99,35 | 108,5 | 101,93 |
| 85,0 | 95, 15 | 99,5 | 99,49 | 109,0 | 102,06 |
| 90,0 | 96,71 | 100,0 | 99,63 | 109,5 | 102,19 |
| 90,5 | 96,87 | 100,5 | 99,77 | 110,0 | 102,32 |
| 91,0 | 97, 02 | 101,0 | 99,91 | 115,0 | 103,59 |
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.
Поэтому высоко в горах альпинисты не могут приготовить нормальную пищу, а используют законсервированные продукты.
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 моря | t° кипения |
| 100,0 | |
| 500 | 98,3 |
| 1000 | 96,7 |
| 1500 | 95,0 |
| 2000 | 93, 3 |
| 2500 | 91,7 |
| 3000 | 90,0 |
| 3500 | 88,3 |
| 4000 | 86,7 |
| 4500 | 85,0 |
| 5000 | 83,3 |
| 6000 | 80,0 |
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:
- низкий;
- средний;
- высокий;
- сверхвысокий;
- экстремальный;
- космическое пространство;
- 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 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:
- Появление небольших пузырьков вдоль стенок сосуда. Их количество стремительно увеличивается.
- Массовый подъем пузырьков и увлечения их объема. Помутнение воды, затем «побеление».
- 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
Анонимный вопрос
11 июня 2018 · 5,2 K
Кипением называется бурное парообразование по всей массе жидкости, происходящее при передаче жидкости через стенки сосуда определенного количества тепла. Температура кипения зависит от давления, под которым находится вода: чем больше давление, тем выше температура, при которой начинается кипение воды.
Почему от жары поднимается давление?
1 апрель-никому не верь
хотел кого-нибудь разыграть
но я же не аки дикий…
жара влияет на давление у всех по-разному…у меня в жару давоение снижается до 10060 и я уменьшаю дозировку. а то при вставании Ортостати́ческий колла́пс (ортостатическая гипотензия) — состояние человека. Заключается в том, что при резком изменении положения тела при вставании или при длительном стоянии недостаточен приток крови к головному мозгу вследствие снижения артериального давления. Вначале человек испытывает головокружение и у него темнеет в глазах. Затем может развиться обморок.
Прочитать ещё 4 ответа
Почему атмосферное давление так влияет на состояние человека? И что, вообще, такое давление человека?
Сначала отвечу на второй вопрос. “Давлением” обычно называют системное артериальное давление. Те, кто в школе хорошо учил физику и неплохо биологию, могут задать вопрос: не изменяется ли оно при сердечных сокращениях, да и как кровь вообще движется по сосудам в таких условиях? Ответ: давление (давайте АД для простоты)- это усредненная по времени величина. Сердце, как насос, выталкивает из себя кровь в аорту и дальше по сосудам. Давление создается сокращением мышечного слоя сердца – миокарда. В норме в минуту сердце совершает 60-90 толчков, и средняя величина АД во всех отделах кровеносной системы большого круга кровообращения (это важный момент) составляет, допустим, 120 в период сокращения сердца – систолы, и 70 в период его расслабления – диастолы. Максимальное давление – в аорте, минимальное – в полых венах (меньше нуля).
Почему ваше давление – важный показатель? Это один из основных и легко измеряемых параметров сердечно-сосудистой системы, а смертность от заболеваний этой системы стабильно держит 2-3 место в большинстве стран мира. Если бы каждый человек замерял АД раз в неделю, смертность бы очень снизилась. У кого-то в Африке нет техсредств, у кого-то нет желания. На самом деле нужно уметь правильно измерять АД, чтобы получить точные цифры. Но пускай даже так, люди вообще этого не делают. Так что же происходит, когда давление слишком высокое или низкое? Давайте разбираться.
Изменения давления, очевидно, влияют на сосуды. Если АД слишком высокое, то и влияние не очень хорошее. Высокое АД – это или больше 140 систолическое, или больше 90 диастолическое (или, очевидно, и то и другое). В артериях развиваются деструктивные изменения, которые, даже если впоследствии понизить давление препаратами, будут способствовать его повышению снова. Поэтому очень часто гипертоники (люди с повышенным АД) сидят на таблетках всю жизнь. Может показаться пугающим, но мне как раз не повезло быть одной из них и на самом деле ежедневный прием лекарств не напрягает. Не так напрягает, как нехилый шанс инсульта в старости. С инфарктом миокарда связь не так однозначна, но тут тоже риск вырастает. АД отражает состояние всей сердечно-сосудистой системы, но суть инсульта и инфаркта миокарда – двух самых грозных осложнений гипертонии – в местных изменениях. Вам необязательно знать все подробности – они очень сложны – но вкратце расскажу: курение – бросить однозначно, алкоголь – лучше бросить, физ.активность – желательно, стресс – долой. Атмосферное давление вызывает некоторые изменения АД у некоторых людей, но этим можно пренебречь в общей статистике. В нашей стране любят ставить таким пациентам ВСД, что, однако, ничего не объясняет и не решает проблему. На самом деле причина часто в ежедневном стрессе и уже существующих других заболеваниях.
Прочитать ещё 1 ответ
Изменяется ли температура воды в процессе кипения при постоянном давлении?
Нет и да. На уровне школьной программы температура кипящей жидкости – не только воды – не меняется. Вода закипает при определенной температуре (зависящей от давления, но определенной в каждом случае) и эта температура не меняется, потому что вся энергия подводимая к воде расходуется на ее кипение.
Чуть за пределами школы все немного сложнее. Дело в том, что само по себе кипение воды это не совсем линейный процесс. Практически в месте образования пузырька вода сперва нагревается до температуры выше температуры кипения, образуется пузырек заполненный паром, на этот фазовый переход тратится энергия и перегретая было вода в этом месте снова немного остывает.
Таким образом средняя температура кипящей воды не меняется, но в каждой отдельной точке она постоянно колеблется от чуть больше до чуть меньше температуры кипения.
Если мы говорим об обычной воде, в которой присутствуют растворенные газы, например, то эти колебания очень незначительны, где-то в районе десятых долей градуса. Для сверхчистой воды эта разница намного больше, но и кипение происходит почти мгновенно по всему объему и напоминает взрыв.
Источник
Знаю, что с увеличением давления увеличивается температура кипения, и наоборот. Интересно, как и почему это происходит.
Температура кипения в явном виде зависит от давления, оказываемого на поверхность воды, что объясняется зависимостью давления насыщенного пара, находящегося в пузырьках, от температуры.
Чем больше давление, тем выше температура, при которой начинается кипение воды.
С понижением давления понижается и температура кипения жидкости. Залезьте высоко в горы и попробуйте сварить там мясо.. . у вас ничего не получится потому как вода кипит там (на высоте примерно около 7.5 тыс метров) при температуре около 80 градусов, а так как при кипении жидкости температура жидкости остается постоянной.
Эксперт TQ по темам: IT, телеком, телефония, базы данных, интеграционные…
Чтобы понять почему это происходит нужно понять как происходит кипение. Пусть сосуд с жидкостью стоит на открытом огне. Жидкость в единицу времени получает Q1 джоулей теплоты, но и отдаёт в окружающую среду Q2 джоулей. Если Q1 > Q2, то происходит увеличение температуры жидкости, или одним словом, нагревание. Как жидкость отдаёт тепло? Двумя… Читать далее
По Эйнштейну, чем ближе тело или частица к скорости света, тем огромнее становится его масса. И вот,в Большом адронном коллайдере, протоны и ионы, движутся почти со скоростью света, и что это значит?
Сусанна Казарян, США, Физик
Релятивистской массы нет в природе и, согласно релятивистской механике Эйнштейна, масса остаётся инвариантной и равной массе покоя всегда, независимо от скорости (недоверчивым сюда).
Темп роста энергии частицы (E) с ростом скорости β = v/c (в единицах скорости света c) получен мною здесь. Если тело обладало скоростью β₁ = 0,9 при энергии Е₁, то для достижения скорости β₂ = 0,9…999 (n девятoк после запятой), потребуется энергия E₂ = (3,16)ⁿ⁻¹⋅Е₁. Получается, что с каждой новой девяткой в величине скорости (β), энергия должна быть увеличена в 3,16 раз. Таким образом, неограниченный рост числа девяток (n) в численном значении скорости (β), приводит к неограниченному росту энергии.
Mаксимальная скорость зарегистрированного материального объекта (протона), ускоренного до околосветовых скоростей в космическом пространстве, равна β = 0,9…999 (всего 23 девятки), а соответствующая энергия, E ~ 10¹¹ ГэВ. Области в галактиках и механизмы ускорения до этих скоростей пока неизвестны. Максимальные энергии столкновения протонов, достигнутые на ускорителе БАК (LHC) в ЦЕРН, равны 1,3×10⁴ ГэВ, что в системе отсчёта неподвижной мишени соответствует энергии протона = 9×10⁷ ГэВ или скорости протона β = 0,999 999 999 999 9999 (16 девяток). В обоих случаях масса протона остаётся неизменной и равной массе покоя, 0.938 ГэВ.
Согласно релятивистской механике, со скоростью света (β = 1) могут лететь только безмассовые частицы (фотоны), но и у них есть недостаток − они не могут лететь медленнее.
Прочитать ещё 9 ответов
Изменяется ли температура воды в процессе кипения при постоянном давлении?
Нет и да. На уровне школьной программы температура кипящей жидкости – не только воды – не меняется. Вода закипает при определенной температуре (зависящей от давления, но определенной в каждом случае) и эта температура не меняется, потому что вся энергия подводимая к воде расходуется на ее кипение.
Чуть за пределами школы все немного сложнее. Дело в том, что само по себе кипение воды это не совсем линейный процесс. Практически в месте образования пузырька вода сперва нагревается до температуры выше температуры кипения, образуется пузырек заполненный паром, на этот фазовый переход тратится энергия и перегретая было вода в этом месте снова немного остывает.
Таким образом средняя температура кипящей воды не меняется, но в каждой отдельной точке она постоянно колеблется от чуть больше до чуть меньше температуры кипения.
Если мы говорим об обычной воде, в которой присутствуют растворенные газы, например, то эти колебания очень незначительны, где-то в районе десятых долей градуса. Для сверхчистой воды эта разница намного больше, но и кипение происходит почти мгновенно по всему объему и напоминает взрыв.
Источник