Question

При нормальному атмосферному тиску, вода кипить при 100 °C, однак у горах, під час підйома до вершини, тиск повітря зменшується, відповідно зменшується і температура кипіння води. Чому при збільшені/зменшені атмосферного тиску температура кипіння води теж відповідно збільшується/зменшується? Чому так відбувається?

Answer 1

Ответ:
При збільшенні атмосферного тиску температура кипіння води збільшується, оскільки підвищений тиск зменшує роздільну здатність води і тому змінює рівноважний стан між рідинною та газовою фазами. Підвищений тиск також збільшує кінетичну енергію молекул, що сприяє їх швидшому переходу у газову фазу.

Навпаки, при зменшенні атмосферного тиску, як це має місце у горах на великій висоті, температура кипіння води зменшується. Це пов'язане зі зменшенням зовнішнього тиску на поверхню води, що знижує кінетичну енергію молекул і затримує перехід у газову фазу при нижчих температурах. Це пояснює, чому вода кипить при нижчих температурах у горах, де атмосферний тиск нижчий.

Answer 2

Температура кипения воды зависит от давления на нее, а не только от её состояния. Когда вы поднимаетесь в горы, атмосферное давление уменьшается, и это влияет на температуру кипения воды. Объяснение этого феномена можно найти в термодинамике.

Температура кипения воды — это температура, при которой её давление насыщенного пара равно атмосферному давлению. При обычных условиях атмосферное давление составляет 1 атмосферу (около 101.3 кПа). При этом давлении вода кипит при 100 °C.

Когда вы поднимаетесь в горы, атмосферное давление уменьшается. Таким образом, чтобы вода начала кипеть, ей нужно меньше тепла, так как давление насыщенного пара становится ближе к атмосферному давлению. Поэтому температура кипения воды также уменьшается.

Наоборот, если вы находитесь в условиях повышенного давления (например, под водой или в закрытом сосуде), то вода будет кипеть при более высокой температуре, так как ей потребуется больше тепла, чтобы преодолеть давление насыщенного пара.

Этот процесс объясняется законом Рауля и уравнением Клапейрона в термодинамике, которые описывают зависимость между давлением, температурой и фазовыми переходами вещества, такими как кипение воды.