При какой температуре закипает вода высоко в горах
Вода закипает, когда давление насыщенного пара превысит атмосферное. Поэтому понятно, что при уменьшении атмосферного давления температура кипения падает. Из-за этого например в горах довольно трудно что-то сварить.
Температура кипения зависит от давления, под которым находится вода: чем больше давление, тем выше температура, при которой начинается кипение воды.
Температура кипения воды при давлении в мм рт. ст
680 – 96,9, 700 – 97,7, 760 – 100,0, 735 – 99,1, 800 – 101,5
По этому высоко в горах нет смысла варить суп – не сварится. Кипение – это момент, когда давление насыщенного пара… Читать дальше
Почему температура кипения жидкости зависит от внешнего давления?
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 способами: через стенки сосуда и испаряясь. Первый способ нас мало интересует, а вот испарение может происходить по разному. До начала кипения испарение происходит только с поверхности, а при кипении пузырьки насыщенного пара образуются по всему объёму, всплывают и лопаются. При кипении Q2 резко возрастает и быстро достигает Q1. По этому при кипении температура жидкости в среднем остаётся постоянной. Кипение, таким образом, это точка баланса между подводимым и отводимым теплом. Можно сделать огонь под сосудом чуть сильнее или слабее, в результате изменится интенсивность кипения, но температура жидкости останется прежней.
Чтобы пузырёк пара вырос и всплыл под действием архимедовой силы, нужно, чтобы давление в нём превзошло давление в жидкости (а это атмосферное + давление столба жидкости, меньшее к поверхности и бо́льшее у дна. Давление насыщенного пара зависит именно от температуры (это объясняется в термодинамике).
При нормальном атмосферном давлении (760мм.рт.ст) пузырьки пара в воде начинают всплывать и доплывать до поверхности при температуре, которую и стали для ровного счёта считать 100°С (замерзание и кипение воды были выбраны реперными точками для шкалы Цельсия).
Если атмосферное давление выше нормы, то нагревать воду до всплывания пузырьков придётся дольше и до более высокой температуры. И наоборот, если меньше, то пузырьки сорвутся раньше, при меньшей температуре. Вот и всё объяснение.
Логично предположить, что может существовать такое давление, при котором жидкая фаза будет вообще невозможна. Например, тихим солнечным днём положенный на поверхности Марса водяной лёд сразу будет испаряться. Нет жидкой фазы — нет и кипения.
Прочитать ещё 1 ответ
Повлияет ли на Землю частица, нагретая до температуры Большого взрыва?
Сусанна Казарян, США, Физик
Чтобы вопрос содержал физический смысл необходимо уточнить понятие “частицы”, а подсказка автора — “температура частицы”, указывает, что это не электрон (он точечный и не может иметь температуры). Для примера возьмём протон, состоящий из трех валентных кварков (uud), связанных цветовыми силами в море кварк-антикварковых пар и глюонов. Звучит жутко непонятно, но всё просто.
Температура (T) термодинамической системы (протон) пропорциональна средней кинетической энергии (E) частиц системы или другими словами T = ⅔(E/k), где k — постоянная Больцмана. Среднюю кинетическую энергию (E = mv²/2) определим из приближений: вклад глюонов нулевой из-за отсутствия у них массы; вклад виртуальных кварк-антикварковых пар моря так же — ноль, по определению; валентные кварки квазисвободны и скорости (v) их близки к скорости света (v ≈ с); средняя масса кварков равна m = 3 МэВ/с². Подставив численные значения, получим T ≈ 10¹⁰ К или 10 млрд К.
Из хронологии Вселенной следует, что это соответствует температуре Вселенной в Адронную эпоху, когда возраст Вселенной был немногим менее 1 секунды. Таким образом, все протоны, в том числе протоны в составе ядер атомов наших тел и планеты Земля, “нагреты” до температуры 10 млрд градусов Кельвина, что в 1000 раз выше температуры в центре Солнца, и ничего — живём без проблем.
Максимальные температуры достигнутые человеком на сегодня равны около 4 трлн градусов К или 4×10¹² К для кварк-глюонной плазмы при столкновениях ядер атомов золота на скоростях близких к скорости света (Брукхейвен, Нью-Йорк). Такая температура была в Кварковую эпоху, когда Вселенной было менее 1 мксек.
Прочитать ещё 7 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.
13 ноября 2017 21:42
Вода, нагретая на уровне моря до 100°С (212°F), начинает кипеть. Это означает, что внутри объема жидкости происходит образование пузырьков водяного пара и подъем их к поверхности. Вода закипает, потому что при данной температуре давление насыщения водяного пара слегка превышает атмосферное давление.
На больших высотах над уровнем моря атмосферное давление существенно уменьшается и вода кипит при более низких температурах. И наоборот, если давление над жидкостью увеличивается, например, когда вода находится ниже уровня моря или в скороварке, кипение происходит при более высокой температуре. Иллюстрация под текстом показывает температуры кипения на различных высотах над уровнем моря.
Фактор тепла и высоты
Левый график показывает взаимосвязь между давлением насыщенного пара и температурой. При высоких температурах давление насыщенного пара быстро растет. Вода закипает, когда давление насыщенного пара начинает слегка превышать атмосферное давление. Именно поэтому при падении атмосферного давления уменьшается и температура кипения. На графике справа приведена зависимость температуры кипения воды от высоты над уровнем моря. Чем больше высота, тем ниже температура, при которой вода начинает кипеть.
Кинетическая энергия
В процессе перехода воды в газообразное состояние важную роль играет кинетическая энергия (энергия движения) молекул. Когда энергетический уровень высок, многие молекулы испаряются, разрывая связи, удерживающие их в жидком состоянии. При низком давлении (верхний рисунок под текстом) молекулы приобретают достаточно энергии для формирования газовых пузырьков кипения без добавления большого количества тепла. Ближе к уровню моря необходимо больше тепла (красная стрелка на нижнем рисунке под текстом), чтобы парообразование имело место.
Уменьшение времени приготовления пищи
В скороварках, например, создается постоянное повышенное давление. На уровне моря эти герметичные кастрюли увеличивают температуру кипения воды до 121 °С (250°F). Более высокая температура кипения означает, что продукты будут готовиться быстрее, экономя время.
На продольных разрезах вверху показаны механизмы скороварки, предупреждающие чрезмерное повышение давления. Все они — предохранительный клапан (левый рисунок), регулятор давления (средний рисунок) и уплотнение ободка (правый рисунок) — помогают контролировать давление путем выпуска пара в атмосферу.
Понравился пост? Поддержи Фишки, нажми:
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°:
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.
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.
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;
— 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:
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
| Высота над уровнем моря | Температура кипения | ||
| Футов (ft) | Метров (м, m) | По Фаренгейту (oF) | По Цельсию (oC) |
| -1000 | -305 | 213.9 | 101.1 |
| -750 | -229 | 213.5 | 100.8 |
| -500 | -152 | 213.0 | 100.5 |
| -250 | -76 | 212.5 | 100.3 |
| 212.0 | 100.0 | ||
| 250 | 76 | 211.5 | 99.7 |
| 500 | 152 | 211.0 | 99.5 |
| 750 | 229 | 210.5 | 99.2 |
| 1000 | 305 | 210.1 | 98.9 |
| 1250 | 381 | 209.6 | 98.6 |
| 1500 | 457 | 209.1 | 98.4 |
| 1750 | 533 | 208.6 | 98.1 |
| 2000 | 610 | 208.1 | 97.8 |
| 2250 | 686 | 207.6 | 97.6 |
| 2500 | 762 | 207.2 | 97.3 |
| 2750 | 838 | 206.7 | 97.1 |
| 3000 | 914 | 206.2 | 96.8 |
| 3250 | 991 | 205.7 | 96.5 |
| 3500 | 1067 | 205.3 | 96.3 |
| 3750 | 1143 | 204.8 | 96.0 |
| 4000 | 1219 | 204.3 | 95.7 |
| 4250 | 1295 | 203.8 | 95.5 |
| 4500 | 1372 | 203.4 | 95.2 |
| 4750 | 1448 | 202.9 | 94.9 |
| 5000 | 1524 | 202.4 | 94.7 |
| Высота над уровнем моря | Температура кипения | ||
| Футов (ft) | Метров (м, m) | По Фаренгейту (oF) | По Цельсию (oC) |
| 5250 | 1600 | 202.0 | 94.4 |
| 5500 | 1676 | 201.5 | 94.2 |
| 5750 | 1753 | 201.0 | 93.9 |
| 6000 | 1829 | 200.6 | 93.6 |
| 6250 | 1905 | 200.1 | 93.4 |
| 6500 | 1981 | 199.6 | 93.1 |
| 6750 | 2057 | 199.2 | 92.9 |
| 7000 | 2134 | 198.7 | 92.6 |
| 7250 | 2210 | 198.2 | 92.4 |
| 7500 | 2286 | 197.8 | 92.1 |
| 7750 | 2362 | 197.3 | 91.8 |
| 8000 | 2438 | 196.9 | 91.6 |
| 8250 | 2515 | 196.4 | 91.3 |
| 8500 | 2591 | 196.0 | 91.1 |
| 8750 | 2667 | 195.5 | 90.8 |
| 9000 | 2743 | 195.0 | 90.6 |
| 9250 | 2819 | 194.6 | 90.3 |
| 9500 | 2896 | 194.1 | 90.1 |
| 9750 | 2972 | 193.7 | 89.8 |
| 10000 | 3048 | 193.2 | 89.6 |
| Высота над уровнем моря | Температура кипения | ||
| Футов (ft) | Метров (м, m) | По Фаренгейту (oF) | По Цельсию (oC) |
| 10250 | 3124 | 192.8 | 89.3 |
| 10500 | 3200 | 192.3 | 89.1 |
| 10750 | 3277 | 191.9 | 88.8 |
| 11000 | 3353 | 191.4 | 88.6 |
| 11250 | 3429 | 191.0 | 88.3 |
| 11500 | 3505 | 190.5 | 88.1 |
| 11750 | 3581 | 190.1 | 87.8 |
| 12000 | 3658 | 189.7 | 87.6 |
| 12250 | 3734 | 189.2 | 87.3 |
| 12500 | 3810 | 188.8 | 87.1 |
| 12750 | 3886 | 188.3 | 86.8 |
| 13000 | 3962 | 187.9 | 86.6 |
| 13250 | 4037 | 187.4 | 86.4 |
| 13500 | 4115 | 187.0 | 86.1 |
| 13750 | 4191 | 186.6 | 85.9 |
| 14000 | 4267 | 186.1 | 85.6 |
| 14250 | 4343 | 185.7 | 85.4 |
| 14500 | 4420 | 185.3 | 85.1 |
| 14750 | 4496 | 184.8 | 84.9 |
| 15000 | 4572 | 184.4 | 84.7 |
| Высота над уровнем моря | Температура кипения | ||
| Футов (ft) | Метров (м, m) | По Фаренгейту (oF) | По Цельсию (oC) |
| 15250 | 4648 | 184.0 | 84.4 |
| 15500 | 4724 | 183.5 | 84.2 |
| 15750 | 4801 | 183.1 | 83.9 |
| 16000 | 4877 | 182.7 | 83.7 |
| 16250 | 4953 | 182.2 | 83.5 |
| 16500 | 5029 | 181.8 | 83.2 |
| 16750 | 5105 | 181.4 | 83.0 |
| 17000 | 5182 | 180.9 | 82.7 |
| 17250 | 5258 | 180.5 | 82.5 |
| 17500 | 5334 | 180.1 | 82.3 |
| 17750 | 5410 | 179.7 | 82.0 |
| 18000 | 5486 | 179.2 | 81.8 |
| 18250 | 5563 | 178.8 | 81.6 |
| 18500 | 5639 | 178.4 | 81.3 |
| 18750 | 5715 | 178.0 | 81.1 |
| 19000 | 5791 | 177.6 | 80.9 |
| 19250 | 5867 | 177.1 | 80.6 |
| 19500 | 5944 | 176.7 | 80.4 |
| 19750 | 6020 | 176.3 | 80.2 |
| 20000 | 6096 | 175.9 | 79.9 |
| Высота над уровнем моря | Температура кипения | ||
| Футов (ft) | Метров (м, m) | По Фаренгейту (oF) | По Цельсию (oC) |
| 20250 | 6172 | 175.5 | 79.7 |
| 20500 | 6248 | 175.1 | 79.5 |
| 20750 | 6325 | 174.7 | 79.3 |
| 21000 | 6401 | 174.2 | 79.0 |
| 21250 | 6477 | 173.8 | 78.8 |
| 21500 | 6553 | 173.4 | 78.6 |
| 21750 | 6629 | 173.0 | 78.3 |
| 22000 | 6706 | 172.6 | 78.1 |
| 22250 | 6782 | 172.2 | 77.9 |
| 22500 | 6858 | 171.8 | 77.7 |
| 22750 | 6934 | 171.4 | 77.4 |
| 23000 | 7010 | 171.0 | 77.2 |
| 23250 | 7087 | 170.6 | 77.0 |
| 23500 | 7163 | 170.2 | 76.8 |
| 23750 | 7239 | 169.8 | 76.5 |
| 24000 | 7315 | 169.4 | 76.3 |
| 24250 | 7391 | 169.0 | 76.1 |
| 24500 | 7468 | 168.6 | 75.9 |
| 24750 | 7544 | 168.2 | 75.6 |
| 25000 | 7620 | 167.8 | 75.4 |
| Высота над уровнем моря | Температура кипения | ||
| Футов (ft) | Метров (м, m) | По Фаренгейту (oF) | По Цельсию (oC) |
| 25250 | 7696 | 167.4 | 75.2 |
| 25500 | 7772 | 167.0 | 75.0 |
| 25750 | 7849 | 166.6 | 74.8 |
| 26000 | 7925 | 166.2 | 74.5 |
| 26250 | 8001 | 165.8 | 74.3 |
| 26500 | 8077 | 165.4 | 74.1 |
| 26750 | 8153 | 165.0 | 73.9 |
| 27000 | 8230 | 164.6 | 73.7 |
| 27250 | 8306 | 164.2 | 73.5 |
| 27500 | 8382 | 163.8 | 73.2 |
| 27750 | 8458 | 163.4 | 73.0 |
| 28000 | 8534 | 163.1 | 72.8 |
| 28250 | 8611 | 162.7 | 72.6 |
| 28500 | 8687 | 162.3 | 72.4 |
| 28750 | 8763 | 161.9 | 72.2 |
| 29000 | 8839 | 161.5 | 72.0 |
| 29250 | 8916 | 161.1 | 71.7 |
| 29500 | 8992 | 160.7 | 71.5 |
| 29750 | 9068 | 160.4 | 71.3 |
| 30000 | 9144 | 160.0 | 71.1 |
| Высота над уровнем моря | Температура кипения | ||
| Футов (ft) | Метров (м, m) | По Фаренгейту (oF) | По Цельсию (oC) |
Например: Температура кипения воды на Эвересте (Джомолунгме): Выстота 8848 м, т.е. температура кипения примерно 72oC (161.5 oF)
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
