Кипение и зависимость от давления
⚡ Физика · 8 класс
Что такое кипение
Кипение — это парообразование, идущее по всему объёму жидкости, а не только с поверхности. При нагревании в жидкости появляются пузырьки пара. Когда давление пара внутри пузырька становится равным внешнему давлению, пузырьки растут, всплывают и лопаются на поверхности. Температуру, при которой это происходит, называют температурой кипения.
Зависимость от давления
Главная идея темы: температура кипения не постоянна. Она зависит от давления над жидкостью. Чем выше внешнее давление, тем труднее пузырькам пара «раздвинуть» жидкость, и тем при более высокой температуре жидкость закипит.
Правило: при повышении внешнего давления температура кипения растёт, при понижении — падает. Поэтому в горах вода кипит при температуре ниже 100 градусов, а в скороварке — выше.
| Условие | Давление | Температура кипения воды |
|---|---|---|
| Высоко в горах | понижено | около 90 °С |
| Нормальное (уровень моря) | нормальное | 100 °С |
| Скороварка | повышено | около 120 °С |
Где это используют
- Скороварка — герметичная кастрюля. Пар повышает давление, вода кипит при 120 градусах, и пища готовится быстрее.
- Высокогорье — там вода кипит при пониженной температуре, и сварить продукты труднее.
- Медицина — в автоклавах инструменты обрабатывают паром под давлением при высокой температуре.
Разбор рассуждения
Почему в горах труднее сварить яйцо? Логика:
высота -> низкое давление -> низкая температура кипения -> вода кипит, но не горячая -> готовится дольше
Кипение само по себе не означает «очень горячо»: важна именно температура воды, а она в горах ниже.
Кипение и испарение — в чём разница
Не путай кипение с испарением. Испарение идёт только с поверхности жидкости и при любой температуре, а кипение — по всему объёму и только при определённой температуре. При испарении пузырьки не образуются, при кипении вся жидкость бурлит от поднимающихся пузырьков пара.
| Признак | Испарение | Кипение |
|---|---|---|
| Где идёт | с поверхности | по всему объёму |
| При какой температуре | при любой | только при температуре кипения |
| Пузырьки | нет | есть |
Разные жидкости кипят по-разному
У каждой жидкости своя температура кипения при нормальном давлении. Спирт кипит примерно при 78 градусах, вода — при 100, а растительное масло — выше 200 градусов. Поэтому на масле можно нагреть продукты сильнее, чем в воде: вода выкипит при 100 градусах, а масло держит гораздо более высокую температуру.
Частые ошибки
Распространено мнение, что вода всегда кипит при 100 градусах. Это верно только при нормальном атмосферном давлении. При других условиях температура кипения другая. Также неверно считать, что чем сильнее огонь, тем выше температура кипящей воды: при кипении температура жидкости не растёт, вся подводимая теплота идёт на образование пара.
Кратко о главном
- Кипение идёт по всему объёму жидкости с образованием пузырьков пара.
- Температура кипения зависит от внешнего давления.
- Выше давление — выше температура кипения, и наоборот.
- Во время кипения температура жидкости не меняется.