Температура кипения в открытом сосуде
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
Êèïåíèå — ýòî èíòåíñèâíûé ïåðåõîä æèäêîñòè â ïàð, ïðîèñõîäÿùèé ñ îáðàçîâàíèåì ïóçûðüêîâ ïàðà ïî âñåìó îáúåìó æèäêîñòè ïðè îïðåäåëåííîé òåìïåðàòóðå.
 îòëè÷èå îò èñïàðåíèÿ, êîòîðîå ïðîèñõîäèò ïðè ëþáîé òåìïåðàòóðå æèäêîñòè, äðóãîé âèä ïàðîîáðàçîâàíèÿ — êèïåíèå — âîçìîæåí ëèøü ïðè ñîâåðøåííî îïðåäåëåííîé (ïðè äàííîì äàâëåíèè) òåìïåðàòóðå — òåìïåðàòóðå êèïåíèÿ.
Ïðè íàãðåâàíèè âîäû â îòêðûòîì ñòåêëÿííîì ñîñóäå ìîæíî óâèäåòü, ÷òî ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ òåìïåðàòóðû ñòåíêè è äíî ñîñóäà ïîêðûâàþòñÿ ìåëêèìè ïóçûðüêàìè. Îíè îáðàçóþòñÿ â ðåçóëüòàòå ðàñøèðåíèÿ ìåëü÷àéøèõ ïóçûðüêîâ âîçäóõà, êîòîðûå ñóùåñòâóþò â óãëóáëåíèÿõ è ìèêðîòðåùèíàõ íå ïîëíîñòüþ ñìà÷èâàåìûõ ñòåíîê ñîñóäà.
Ïàðû æèäêîñòè, êîòîðûå íàõîäÿòñÿ âíóòðè ïóçûðüêîâ, ÿâëÿþòñÿ íàñûùåííûìè. Ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû äàâëåíèå íàñûùåííûõ ïàðîâ âîçðàñòàåò, è ïóçûðüêè óâåëè÷èâàþòñÿ â ðàçìåðàõ. Ñ óâåëè÷åíèåì îáúåìà ïóçûðüêîâ ðàñòåò è äåéñòâóþùàÿ íà íèõ âûòàëêèâàþùàÿ (àðõèìåäîâà) ñèëà. Ïîä äåéñòâèåì ýòîé ñèëû íàèáîëåå êðóïíûå ïóçûðüêè îòðûâàþòñÿ îò ñòåíîê ñîñóäà è ïîäíèìàþòñÿ ââåðõ. Åñëè âåðõíèå ñëîè âîäû åùå íå óñïåëè íàãðåòüñÿ äî 100 °Ñ, òî â òàêîé (áîëåå õîëîäíîé) âîäå ÷àñòü âîäÿíîãî ïàðà âíóòðè ïóçûðüêîâ êîíäåíñèðóåòñÿ è óõîäèò â âîäó; ïóçûðüêè ïðè ýòîì ñîêðàùàþòñÿ â ðàçìåðàõ, è ñèëà òÿæåñòè çàñòàâëÿåò èõ ñíîâà îïóñêàòüñÿ âíèç. Çäåñü îíè îïÿòü óâåëè÷èâàþòñÿ è âíîâü íà÷èíàþò âñïëûâàòü ââåðõ. Ïîïåðåìåííîå óâåëè÷åíèå è óìåíüøåíèå ïóçûðüêîâ âíóòðè âîäû ñîïðîâîæäàåòñÿ âîçíèêíîâåíèåì â íåé õàðàêòåðíûõ çâóêîâûõ âîëí: çàêèïàþùàÿ âîäà øóìèò.
Êîãäà âñÿ âîäà ïðîãðååòñÿ äî 100 °Ñ, ïîäíÿâøèåñÿ ââåðõ ïóçûðüêè óæå íå ñîêðàùàþòñÿ â ðàçìåðàõ, à ëîïàþòñÿ íà ïîâåðõíîñòè âîäû, âûáðàñûâàÿ ïàð íàðóæó. Âîçíèêàåò õàðàêòåðíîå áóëüêàíüå — âîäà êèïèò.
Êèïåíèå íà÷èíàåòñÿ ïîñëå òîãî, êàê äàâëåíèå íàñûùåííîãî ïàðà âíóòðè ïóçûðüêîâ ñðàâíèâàåòñÿ ñ äàâëåíèåì â îêðóæàþùåé æèäêîñòè.
Âî âðåìÿ êèïåíèÿ òåìïåðàòóðà æèäêîñòè è ïàðà íàä íåé íå ìåíÿåòñÿ. Îíà ñîõðàíÿåòñÿ íåèçìåííîé äî òåõ ïîð, ïîêà âñÿ æèäêîñòü íå âûêèïèò. Ýòî ïðîèñõîäèò ïîòîìó, ÷òî âñÿ ïîäâîäèìàÿ ê æèäêîñòè ýíåðãèÿ óõîäèò íà ïðåâðàùåíèå åå â ïàð.
Òåìïåðàòóðà, ïðè êîòîðîé êèïèò æèäêîñòü, íàçûâàåòñÿ òåìïåðàòóðîé êèïåíèÿ.
Òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ çàâèñèò îò äàâëåíèÿ, îêàçûâàåìîãî íà ñâîáîäíóþ ïîâåðõíîñòü æèäêîñòè. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ çàâèñèìîñòüþ äàâëåíèÿ íàñûùåííîãî ïàðà îò òåìïåðàòóðû. Ïóçûðåê ïàðà ðàñòåò, ïîêà äàâëåíèå íàñûùåííîãî ïàðà âíóòðè íåãî íåìíîãî ïðåâîñõîäèò äàâëåíèå â æèäêîñòè, êîòîðîå ñêëàäûâàåòñÿ èç âíåøíåãî äàâëåíèÿ è ãèäðîñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ ñòîëáà æèäêîñòè.
×åì áîëüøå âíåøíåå äàâëåíèå, òåì áîëüøå òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ.
Âñåì èçâåñòíî, ÷òî âîäà êèïèò ïðè òåìïåðàòóðå 100 ºC. Íî íå ñëåäóåò çàáûâàòü, ÷òî ýòî ñïðàâåäëèâî ëèøü ïðè íîðìàëüíîì àòìîñôåðíîì äàâëåíèè (ïðèìåðíî 101 êÏà). Ïðè óâåëè÷åíèè äàâëåíèÿ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ âîäû âîçðàñòàåò. Òàê, íàïðèìåð, â êàñòðþëÿõ-ñêîðîâàðêàõ ïèùó âàðÿò ïîä äàâëåíèåì îêîëî 200 êÏà. Òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ âîäû ïðè ýòîì äîñòèãàåò 120°Ñ.  âîäå òàêîé òåìïåðàòóðû ïðîöåññ âàðêè ïðîèñõîäèò çíà÷èòåëüíî áûñòðåå, ÷åì â îáû÷íîì êèïÿòêå. Ýòèì è îáúÿñíÿåòñÿ íàçâàíèå «ñêîðîâàðêà».
È íàîáîðîò, óìåíüøàÿ âíåøíåå äàâëåíèå, ìû òåì ñàìûì ïîíèæàåì òåìïåðàòóðó êèïåíèÿ. Íàïðèìåð, â ãîðíûõ ðàéîíàõ (íà âûñîòå 3 êì, ãäå äàâëåíèå ñîñòàâëÿåò 70 êÏà) âîäà êèïèò ïðè òåìïåðàòóðå 90 °Ñ. Ïîýòîìó æèòåëÿì ýòèõ ðàéîíîâ, èñïîëüçóþùèì òàêîé êèïÿòîê, òðåáóåòñÿ çíà÷èòåëüíî áîëüøå âðåìåíè äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ ïèùè, ÷åì æèòåëÿì ðàâíèí. À ñâàðèòü â ýòîì êèïÿòêå, íàïðèìåð, êóðèíîå ÿéöî âîîáùå íåâîçìîæíî, òàê êàê ïðè òåìïåðàòóðå íèæå 100 °Ñ áåëîê íå ñâîðà÷èâàåòñÿ.
Ó êàæäîé æèäêîñòè ñâîÿ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ, êîòîðàÿ çàâèñèò îò äàâëåíèÿ íàñûùåííîãî ïàðà. ×åì âûøå äàâëåíèå íàñûùåííîãî ïàðà, òåì íèæå òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ ñîîòâåòñòâóþùåé æèäêîñòè, ò. ê. ïðè ìåíüøèõ òåìïåðàòóðàõ äàâëåíèå íàñûùåííîãî ïàðà ñòàíîâèòñÿ ðàâíûì àòìîñôåðíîìó. Íàïðèìåð, ïðè òåìïåðàòóðå êèïåíèÿ 100 °Ñ äàâëåíèå íàñûùåííûõ ïàðîâ âîäû ðàâíî 101 325 Ïà (760 ìì ðò. ñò.), à ïàðîâ ðòóòè — âñåãî ëèøü 117 Ïà (0,88 ìì ðò. ñò.). Êèïèò ðòóòü ïðè 357°Ñ ïðè íîðìàëüíîì äàâëåíèè.
Òåïëîòà ïàðîîáðàçîâàíèÿ.
Òåïëîòà ïàðîîáðàçîâàíèÿ (òåïëîòà èñïàðåíèÿ) — êîëè÷åñòâî òåïëîòû, êîòîðîå íåîáõîäèìî ñîîáùèòü âåùåñòâó (ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè è ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå) äëÿ ïîëíîãî ïðåâðàùåíèÿ æèäêîãî âåùåñòâà â ïàð.
Ôèçè÷åñêàÿ âåëè÷èíà, ïîêàçûâàþùàÿ, êàêîå êîëè÷åñòâî òåïëîòû íåîáõîäèìî, ÷òîáû îáðàòèòü æèäêîñòü ìàññîé 1 êã â ïàð áåç èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû, íàçûâàåòñÿ óäåëüíîé òåïëîòîé ïàðîîáðàçîâàíèÿ.
Óäåëüíóþ òåïëîòó ïàðîîáðàçîâàíèÿ îáîçíà÷àþò áóêâîé r è èçìåðÿþò â äæîóëÿõ íà êèëîãðàìì (Äæ/êã).
Êîëè÷åñòâî òåïëîòû, íåîáõîäèìîå äëÿ ïàðîîáðàçîâàíèÿ (èëè âûäåëÿþùååñÿ ïðè êîíäåíñàöèè). ×òîáû âû÷èñëèòü êîëè÷åñòâî òåïëîòû Q, íåîáõîäèìîå äëÿ ïðåâðàùåíèÿ â ïàð æèäêîñòè ëþáîé ìàññû, âçÿòîé ïðè òåìïåðàòóðå êèïåíèÿ, íóæíî óäåëüíóþ òåïëîòó ïàðîîáðàçîâàíèÿ r óìíîæèòü íà ìàññó m:
Q = rm.
Ïðè êîíäåíñàöèè ïàðà ïðîèñõîäèò âûäåëåíèå òàêîãî æå êîëè÷åñòâà òåïëîòû:
Q = -rm.
Источник
Знаю, что с увеличением давления увеличивается температура кипения, и наоборот. Интересно, как и почему это происходит.
IT, телеком, телефония, базы данных, интеграционные решения, естествознание…
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
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… Читать далее
Чему равно давление воды на глубине 2 м?
Книги, звери и еда – это хобби навсегда.
Давление любой жидкости легко вычислить по формуле P= ρ*g*h, где ρ – плотность жидкости (для воды ρ=1000 кг/м^3), g-ускорение свободного падения, h-высота столба жижкости. Окончательно имеем P=1000*10*2=20000 Па = 20 кПа.
Прочитать ещё 1 ответ
Антифриз и тосол в чем различие? Температура кипения
Аспирант филологии, учитель музыки, люблю рукоделие и животных!
Антифриз и тосол выполняют идентичную функцию – заливаются в двигатель и охлаждают его. Внешне отличить данные вещества невозможно.
Разница между этими веществами все же есть:
- Тосол производит, Россия, антифриз – зарубежные компании.
- Тосол изготовлен по традиционной технологии, а антифриз – по карбоксилатной .
- Функции антифриза превосходят тосол: антикоррозийная, атипенная устойчивость.
- Температура кипения тосол – 108-110 С.
5.Температруа кипения антифриза – 105- 126 С.
Прочитать ещё 1 ответ
Объясните чайнику: если до Большого взрыва Вселенная была бесконечно мала, то как называлось то пространство, которое ее окружало?
PhD, senior scientist AI, неандерталец
Разум цепляется за привычное. Например, мы привыкли, что все тела падают вниз. Привыкли настолько, что в Англии, на родине Ньютона, еще в девятнадцатом веке огромной общественной популярностью пользовалась книга, в которой «доказывалось», что Земля — плоская, ведь иначе мы бы с нее упали. Раз она плоская, у нее должен быть край. Однако, путешествие Магеллана показало — если плыть все время на запад, то снова приплывешь в Европу, только уже с востока. Итак, Земля — шар, а с тем, что люди на другой стороне ходят «вверх ногами», придется смириться, хоть это и противоречит «здравому смыслу».
Ну, «здравый смысл» с тех пор кое-как примирился с законом всемирного тяготения, но теперь есть новая задача — понять, как Вселенная может быть ограниченной в объеме и при этом не иметь «краев» и чего-то «вне». Что ж, лучшая аналогия — это старые игры, где, выходя за конец экрана, какой-нибудь пэкмен, или диггер, или змейка, или Марио оказывались с противоположного. Для них, таким образом, края экрана не существовало.
Ограниченная по объему трехмерная вселенная — это нечто подобное. Представьте себе: вы находитесь в комнате, у которой как будто две двери в противоположных стенах. Вы открываете дверь и видите такую же комнату и себя со спины, открывающего дверь в следующей стене, за которой видна еще одна комната и еще один вы, и так далее. И за спиной у вас скрипнула дверь — на самом деле та же самая, потому что дверь — одна. И происходит это не потому, что существует бесконечное число вас, а потому что вселенная зациклена сама на себя — просто свет делает несколько кругов по этой вселенной прежде чем достичь ваших глаз. Если в этой нашей вселенной сделать скорость света, к примеру, один метр в секунду, то вы будете видеть себя в другой комнате уже с задержкой в несколько секунд. Теперь добавим еще двери, точнее, одну дверь двум другим стенам комнаты. А теперь — люк в полу и потолке с теми же эффектами.
А теперь — уберем стены, пол и потолок! И увидим многократные копии себя же через равные промежутки пространства. Хотя на самом деле эти копии настолько же реальны, насколько ваше отражение в зеркале — то, что мы видим в зеркале отраженную комнату, отнюдь не значит, что есть еще одна комната.
Поздравляю! Вот вы и очутились во вселенной с ограниченным объемом, но без краев и чего-то «вне». Это лишь один из вариантов, тороидальный. В сферической вселенной вы бы видели размытый образ себя во всем поле зрения — причем, считая, что угол обзора у нас 180°, вы бы видели в упор свой затылок, а в нижнем краю зрения — макушку, в верхнем — подошвы обуви, а по бокам — уши. Но это уже мелочи.
Почему так не происходит в нашей Вселенной? Дело в том, что она расширяется, и достаточно удаленные ее участки улетают от нас быстрее скорости света. В общем, даже если вселенная конечна, свет, испущенный нами или отраженный от нас, просто не имеет возможности к нам возвратиться. Это — большой вариант комнаты.
А теперь рассмотрим противоположный сценарий. Будем сжимать нашу комнату без стен. Вот нам уже в ней неуютно. Вот вы в нее уже не помещаетесь, вас прижимает носом к своему собственному затылку, который вы видите перед собой, и вы чувствуете затылком, как к нему прижало ваш же нос. Вот комната становится размером с атомное ядро… И вот мы приходим в состояние «сразу» после Большого Взрыва. «Сразу» заключено в кавычки, потому что время — это тоже лишь измерение пространства. Так что нет не только «вне» вселенной, но и «до» Большого Взрыва. Ну, то есть, в одной из моделей.
Вот, как-то так.
Прочитать ещё 65 ответов
Каких пределов достигает температура жидкости во время кипения?
ЕГЭ и поступление в вуз – новости и законы. Веду ютуб-канал и паблик в ВК · vk.com/grandexam
Принято считать, что жидкости кипит при некоторой фиксированной температуре, температуре кипения. Например, для воды при нормальных условиях это 100°С.
Однако если постараться (например, взять идеально чистую дистиллированную воду без пузырьков воздуха), можно нагреть жидкость и немного выше температуры кипения. Такая жидкость будет называться перегретой. Она будет находиться в неустойчивом состоянии и при малейшем воздействии будет стремительно переходить в пар.
Источник
Кипение – процесс перехода вещества из жидкого в газообразное состояние (парообразование в жидкости). Кипение не является испарением: оно отличается тем, что может происходить только при определенном давлении и температуре.
Кипячение – нагревание воды до температуры кипения.
- Как происходит процесс кипения воды?
- Температура пара при кипении воды
- Температура кипения соленой воды
- Температура кипения воды в вакууме при различном давлении
- Температура кипения воды в вакууме
- Температура кипения воды в чайнике
- Температура кипения воды в горах
- Температуры кипения воды на разных высотах
- Температура кипения дистиллированной воды
- Удельная теплота кипения воды
Как происходит процесс кипения воды? ^
Кипение воды является сложным процессом, который происходит в четыре стадии. Рассмотрим пример кипения воды в открытом стеклянном сосуде.
На первой стадии кипения воды на дне сосуда появляются небольшие пузырьки воздуха, которые также можно заметить и на поверхности воды по бокам.
Эти пузырьки образуются в результате расширения небольших пузырей воздуха, которые находятся в мелких трещинах сосуда.
На второй стадии наблюдается увеличение объема пузырьков: все больше пузырьков воздуха рвется на поверхность. Внутри пузырьков находится насыщенный пар.
Как только повышается температура, возрастает давление насыщенных пузырьков, в результате чего они увеличиваются в размере. Как следствие, повышается действующая на пузыри архимедова сила.
Именно благодаря этой силе пузырьки стремятся к поверхности воды. Если верхний слой воды не успел прогреться до 100 градусов С (а это и есть температура кипения чистой воды без примесей), то пузырьки опускаются вниз в более горячие слои, после чего они снова устремляются назад на поверхность.
Ввиду того, что пузыри постоянно уменьшаются и увеличиваются в размере, внутри сосуда возникают звуковые волны, которые создают характерный для кипения шум.
На третьей стадии на поверхность воды поднимается огромное количество пузырьков, что вначале вызывает небольшое помутнение воды, которая затем «бледнеет». Данный процесс продолжается недолго и имеет название «кипение белым ключом».
Наконец, на четвертой стадии кипения вода начинает интенсивно бурлить, появляются большие лопающиеся пузыри и брызги (как правило, брызги означают, что вода сильно перекипела).
Из воды начинает образовываться водяной пар, при этом вода издает специфические звуки.
Почему «цветут» стены и «плачут» окна? Очень часто в этом виноваты строители, неправильно рассчитавшие точку росы. Читайте статью Точка росы: определение чтобы узнать, насколько это важное физическое явление, и как все-таки избавиться от излишней сырости в доме?
Какую пользу может принести талая вода для желающего похудеть? Об этом вы узнаете прямо тут, оказывается, худеть можно без особых усилий!
Температура пара при кипении воды ^
Пар – это газообразное состояние воды. Когда пар поступает в воздух, то он, как и другие газы, оказывает на него определенное давление.
В процессе парообразования величина температуры пара и воды будет оставаться постоянной до тех пор, пока не испарится вся вода. Такое явление объясняется тем, что вся энергия (температура) направлена на превращение воды в пар.
В данном случае образуется сухой насыщенный пар. Высокодисперсные частицы жидкой фазы в таком паре отсутствуют. Также пар может быть насыщенным влажным и перегретым.
Насыщенный пар с содержанием взвешенных высокодисперсных частиц жидкой фазы, которые равномерно распределены по всей массе пара, называется влажным насыщенным паром.
В начале закипания воды образуется именно такой пар, который затем переходит в сухой насыщенный. Пар, температура которого больше температуры кипящей воды, а точнее перегретый пар, можно получить только с использованием специального оборудования. При этом такой пар будет близок по своим характеристикам к газу.
Температура кипения соленой воды ^
Температура кипения соленой воды превышает температуру кипения пресной воды. Как следствие соленая вода закипает позднее пресной. В соленой воде присутствуют ионы Na+ и Cl-, которые занимают определенную область между молекулами воды.
В соленой воде молекулы воды присоединяются к ионам соли – данные процесс имеет название «гидратация». Связь между молекулами воды значительно слабее связи, образовавшейся в процессе гидратации.
Поэтому при кипении из молекул пресной воды парообразование происходит быстрее.
На закипание воды с растворенной солью потребуется больше энергии, в качестве которой в данном случае выступает температура.
По мере увеличения температуры молекулы в соленой воде начинаются двигаться быстрее, но при этом их становится меньше, ввиду чего они сталкиваются реже. В результате образуется меньше пара, давление которого ниже, нежели у пара пресной воды.
Для того чтобы в соленой воде давление стало выше атмосферного и начался процесс кипения, необходима более высокая температура. При добавлении 60 граммов соли в воду объемом 1 литр температура кипения увеличится на 10 С.
Температура кипения воды в вакууме при различном давлении ^
Давление (P) — кПа | Температура (t) — °С |
10 | 45.82 |
20 | 60.07 |
30 | 69.11 |
40 | 75.88 |
50 | 81.34 |
60 | 85.95 |
70 | 89.96 |
80 | 93.51 |
Температура кипения воды в вакууме ^
Известно, что при нормальном атмосферном давлении вода закивает при температуре 100 градусах C. Нормальное атмосферное давление составляет 101,325 кПа.
При снижении окружающего давления вода закипает и испаряется быстрее. Вакуум – свободное от вещества пространство. Технический вакуум – среда, содержащая газ под давлением, которое значительно ниже атмосферного.
В вакууме остаточное давление составляет примерно 4 кПа. При таком показателе давления точкой кипения воды будет 300 С. Чем выше давление в вакууме, тем больше величина температуры кипения воды.
Температура кипения воды в чайнике ^
Кипяток – вода, доведенная до температуры кипения. Как правило, для получения кипятка используются чайники. Остывшая вода, прежде доведенная до кипения, называется кипяченой.
В процессе кипения воды обильно выделяется пар. Процесс парообразования сопровождается выделением из состава жидкости свободных молекул кислорода. Чистая пресная вода закипает в чайнике при температуре 100 градусов С.
В кипятке погибает большинство болезнетворных бактерий за счет длительного воздействия высокой температуры на воду. При кипении из солей, содержащихся в жесткой воде, образуется осадок, который известен нам как накипь.
Обычно кипяченую воду применяют для заваривания кофе и чая, а также для дезинфекции овощей и фруктов и т.д.
Хороший способ поправить свое здоровье — это пить минеральную воду. Узнайте больше про щелочные минеральные воды Украины названия которых наиболее известны, насколько они полезны, сколько стоят? Это интересно!
Какие сейчас цены на насосы для повышения давления воды, и как определить, стоит ли он своих денег? Об этом можно прочитать здесь, сделайте правильный выбор!
Кстати, а вы знаете, какой состав у морской воды? Об этом можно прочитать в статье:
https://pro8odu.ru/vidy-vody/seawater/pochemu-nelzya-pit-morskuyu-vodu.html, это очень интересно!
Температура кипения воды в горах ^
Как уже упоминалось выше, величина температуры кипения воды напрямую зависит от внешнего давления. Чем ниже будет атмосферное давление, тем меньше станет показатель температуры кипения.
Известно, что атмосферное давление значительно падает над уровнем моря. Поэтому в горах давление будет намного ниже, чем на уровне моря.
Чем выше горы, тем ниже атмосферное давление, и соответственно тем ниже температура кипения воды.
Любой альпинист знает, что в горах сложно заварить чай, поскольку вода недостаточно нагревается. Также в горах требуется больше времени, чтобы сварить пищу.
Поэтому была составлена специальная таблица, отражающая температуру закипания воды в зависимости от высоты.
Температуры кипения воды на разных высотах ^
Высота над уровнем моря (метры) | Температура закипания воды (0С) |
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 | 83.8 |
6000 | 80 |
Данные показатели могут меняться, если в состав воды входят примеси. При наличии нелетучих примесей температура кипения воды будет увеличиваться.
Температура кипения дистиллированной воды ^
Дистиллированная вода – это очищенная вода H2O, в которой практически не содержится каких-либо примесей. Обычно ее используют в медицинских, технических или исследовательских целях.
Дистиллированная вода не предназначена для питья или приготовления пищи. Такую воду производят в специальном оборудовании – дистилляторах, где происходит выпаривание пресной воды и последующая конденсация пара.
Данный процесс называется «дистилляция». После дистилляции все присутствовавшие в воде примеси остаются в выпаренном остатке.
Температура кипения дистиллированной воды будет такой же, как и у обычной водопроводной воды — 100 градусов Цельсия. Разница же заключается в том, что дистиллированная вода будет закипать быстрее по времени, нежели пресная.
Однако этот показатель практически не отличается от времени закипания обычной воды: разница состоит в считанных долях секунды.
Удельная теплота кипения воды ^
Удельная теплота кипения воды или парообразования – это физическая величина, отражающая количество теплоты, необходимое для превращения 1 л кипящей воды в пар.
Процесс кипения воды, как и любого другого вещества, происходит с поглощением теплоты. Значительная часть проводимой теплоты необходима для разрыва связей между молекулами воды.
Другая часть теплоты расходуется на процессы, происходящие при расширении пара. В результате поглощения теплоты увеличивается энергия взаимодействия между частицами пара.
Эта энергия становится больше энергии взаимодействия молекул воды. Таким образом, при одинаковой температуре внутренняя энергия пара становится выше внутренней энергии жидкости.
Единица удельной теплоты парообразования в системе СИ: [ L] = 1 Дж/кг.
Удельная теплота испарения воды равна 2260 кДж/кг.
Небольшое видео — измерение температуры кипения воды:
Источник