Question

Как зависит температура кипение жидкости от внешнего давления

Answer 1

При понижении давления, температура кипения жидкости понижается, ну и наоборот при повышении давления температура кипения жидкости повышается

Answer 2

Температура кипения жидкости зависит от внешнего давления в соответствии с фазовым равновесием между жидкостью и газом. Обычно мы рассматриваем это в контексте диаграммы состояния вещества (фазовой диаграммы), где температура и давление взаимодействуют.

Когда давление повышается, температура кипения также повышается, и наоборот. Это объясняется тем, что при повышении давления увеличивается энергия, необходимая для перехода молекул из жидкой фазы в газообразную. Энергия, необходимая для преодоления внешнего давления, добавляется к энергии кипения.

Уравнение состояния воды при кипении можно представить как:

\[P + \frac{2\gamma}{r} = P_{\text{насыщения}}\]

где \(P\) - давление, \(\gamma\) - поверхностное натяжение, \(r\) - радиус капли, \(P_{\text{насыщения}}\) - давление насыщения.

При увеличении давления необходимо больше энергии для того, чтобы молекулы могли преодолеть это давление и перейти в газообразную фазу. В результате этого температура кипения поднимается.

Это можно увидеть на примере воды. Обычно при атмосферном давлении вода кипит при 100 градусах Цельсия. Однако, если вы поднимете давление над водой, например, используя закрытый сосуд, температура кипения также поднимется. В высокогорных условиях, где давление ниже, вода может кипеть при температуре ниже 100 градусов Цельсия.

Это также объясняет, почему при приготовлении пищи на высокогорье вода кипит быстрее, чем на уровне моря, так как давление здесь ниже, и, следовательно, температура кипения ниже.