До какой температуры можно нагреть воду при атмосферном давлении

Непостоянная величина, или какова температура кипения воды

Что это такое?

Температура кипения воды — это граница ее фазового перехода из жидкого состояния в газообразное (пар). Причем в этот момент все тепло поглощается этим пограничным процессом, не позволяя воде продолжать греться. Она не нагревается выше 100С, в отличие от пара.

От чего зависит?

Это параметр зависим от следующих факторов:

1. Нагрев. Он заставляет молекулы воды двигаться быстрее, постепенно уравнивая давление ее насыщенного пара с атмосферным.

   При достаточном нагревании их значения выравниваются. В этот момент вода начинает кипеть.

2. Давление окружающей среды — второй по значимости фактор после нагрева. Его сокращение снижает порог закипания.
3. Чистота воды незначительно, но влияет на ее закипание. Частицы посторонних включений тяжелее водяных, и для их разгона нужно больший разогрев. Поэтому чем сильнее загрязнение воды, тем выше граница ее закипания.

Чему равна в нормальных условиях?

Состояние, при котором давление составляет 760 мм. рт. ст (101,325 кПа) при 0С, принимают нормальным. Чистая вода в таком состоянии закипает при 100С.

Если выразить температуру кипения воды в этих системах, то она будет равна или 100С, или 475,15 оK или 212 оF. Эти величины равнозначны.

Почему H2O закипает именно при 100 градусах?

Нагрев приводит к отделению растворенного воздуха от H2O и образованию микроскопических пузырей. Чем горячее она становится, тем больше вырастает их объем и количество. При этом их пространство заполняется паром, давление которого также растет.

Постепенно пар становится насыщенным. Пузыри укрупняются и, ускоряясь, покидают воду.

Этому процессу свойственны следующие этапы:

• образование мелких пузырьков и их группировка на дне и стенках емкости;
• рост количества и объема пузырей, а также скорости их подъема на поверхность, что сопровождается характерным звуком;
• массовое всплытие и ускорение движения пузырьков вызывает усиление звука бурления и изменение его тональности.

На последней стадии объем паровых пузырей максимален. Давление пара и атмосферы соизмеримы, что и провоцирует фазовый переход и сильное бурление. Если значение давления атмосферы близко к нормальному, то описанный процесс протекает именно при 100С.

Может ли кипеть при нагреве более или менее 100С?

Из вышесказанного следует утвердительный ответ. Достаточно искусственно повысить давление, окружающее воду, или растворить в ней какое-нибудь вещество. Опыт показывает, что температура кипения воды повысится на 1С при добавлении в ее состав 40 граммов пищевой соли.

Напротив, в разряженном воздухе температура закипания снижается (ориентировочно около 0,2С на каждые 5 мм. рт. ст.).

Так на высоте 4000 м. над уровнем моря вода закипит при 80С. На этом уровне разреженность атмосферы составляет 357 мм. рт. ст. или 47,6 кПа.

Заключение

Теперь можно утверждать, что температура кипения воды не является незыблемой константой. Поэтому неудивительно, что на Эвересте она составляет порядка 69 градусов. Напротив, океаническая вода закипает только при 101С по причине своей солености.

Каноническое же значение, равное 100С, подразумевает проведение измерения с кристально чистой H2O и нормальным давлением. Разумеется, соблюсти оба требования на практике принципиально невозможно.

А какова Ваша оценка данной статье?

Источник

До какой температуры можно нагреть воду при атмосферном давлении

Как быстро вода превращается в пар при температуре 101 градус по Цельсию (точное временя)?

При атмосферном давлении нагреть воду выше 100 С не удастся: после достижения температуры кипения вся подводимая энергия будет расходоваться не на нагрев, а на парообразование. Время полного превращения жидкости в пар зависит от мощности источника энергии и, разумеется, от исходного количества жидкости.

Если сегодня на улице температура воздуха составляет 0 градусов Цельсия, а на завтра обещают в 2 раза теплее, то какую температуру нам ожидать завтра?

Вот согласилась бы я с предыдущим ответом, если бы не посмотрела на шкалу Кельвина. 0 градусов по Цельсию = 273,15 по Кельвину. Получается, что в 2 раза больше это 546,3 по Кельвину и 273,15 по Цельсию соответственно.

Так что давайте оставим температуру в покое и придем к тому, что 2*0 = 0, а задача не имеет корректного ответа.

Почему на морозе вода, превратившаяся в лед разрывает бутылку? Ведь от мороза все сжимается, а от тепла расширяется.

От мороза не всё сжимается, вода при замерзании расширяется, такая у неё особенность. Причина в строении молекул, они образуют водородные связи. Плотность льда меньше, чем плотность воды, соответственно объём при переходе в твёрдое состояние увеличивается.

Чтобы кипящая вода остыла до 75 градусов сколько примерно она должна постоять при комнатной температуре?

Тут все зависит, от того в какой емкости будет стоять вода. А так если необходимо охладить не большое количество достаточно перелить раз 5-7 из кружки в кружку и вода будет приблизительно такой температуры.

Почему когда происходит кораблекрушение, люди прыгают в воду и потом тонут?

Во-первых, сложно тем, что психически далеко не все подготовлены. Одно дело плавать в бассейне или у берега моря, другое дело в ситуации паники.

Во-вторых, вы не учитываете принципиально важное. Вода отличный проводник тепла и когда ее температура ниже ваших 36 она будет вас охлаждать:

Я не знаю как считают, но гугл дает для Тихого океана, например, температуру среднюю 15 градусов.

А, например, во время крушения Титаника температура воды составляла минус 2 градуса. Как такое может быть? Да просто соленая вода замерзает ниже нуля и как раз -2 порог замерзания.

7 2 8 · Хороший ответ

Что будет с водой, если нагреть ее до 1000 или выше градусов и не позволять ей превратиться в пар?

Если вы будете греть воду, не позволяя ей превращаться в пар, вы будете непрерывно повышать давление. В итоге при 374°C и 218 атм вы попадёте в условия, когда между жидкостью и паром нет никакой разницы — так называемую критическую точку. Поблизости от неё вы будете наблюдать рост характерных размеров флуктуаций, опалесценцию и всякие другие веселости. Дальше будет уже не жидкость и не пар, а сверхкритическая фаза.

При 1000°C ничего особо интересного не произойдёт, а вот в районе 2000°C вода начнёт понемногу разлагаться. При 2200°C разлагается примерно 3% воды, в районе 3000°C — половина. В районе 5000°C воды не останется совсем.

Источник

До какой температуры может нагреваться водяной пар?

Максимальна температура воды 100 °C, а максимальная t° водяного пара?

И что с ним происходит после достижения максимально возможной температуры ?

Многие интересуются, до какой температуры максимально может нагреваться водяной пар? Ответ на этот вопрос лежит на стыке двух наук — физики и химии. Вода превращается в водяной пар после того, как нагревается свыше 100 градусов по Цельсию. Однако в этом случае меняются лишь физические свойства объекта. Изменение химических свойств происходит при более высокой температуре. Максимальная температура — около 1200 градусов по Цельсию. В ходе этого процесса происходит диссоциация молекул воды на отдельные атомы водорода и кислорода в соотношении 2:1. Если же добавить давление, то температуру можно снизить. Повысить, наоборот, при снижении давления.

Пар может нагреваться до любой температуры. При достаточно высоких температурах начнется диссоциация воды на водород и кислород. При температуре 2500 градусов степень термической диссоциации достигает 12%. При дальнейшем росте температуры — выше 5-6 тысяч градусов — помимо термической диссоциации будет наблюдаться ионизация — вещество переходит в плазму.

Пар — это газообразное состояние воды. Вода переходит в это состояние при нагревании до 100 градусов Цельсия. Но здесь важную роль играет такой фактор, как давление. При обычном атмосферном давлении закипание происходит при нагревании 100 градусов, но если подняться на гору, что закипание будет начинаться при нагреве воды до 70-80 градусов. Пар, поднимающий над водой, имеет такую же температуру, как и вода.

Отсюда следует вывод: температура пара зависит от давления. Предельную температуру, до которой можно нагреть пар, ученые пока не определили. Она способна увеличиваться в зависимости от атмосферного давления. Чем выше давление, тем выше температура пара. Например, в паротурбинных установках температура воды достигает 400 градусов.

Мы постоянно сталкиваемся с этим физическим явлением — образование пара. При этом происходит отделение в виде пара частиц жидкости, называется это испарение. При нагревании воды в условиях высокой температуры 100 градусов в чайнике мы видим это постоянно. От основного тела при этом отделяются частички пара, получившие большое количество энергии. В результате в газообразное состояние переходит вода.

Но если продолжать в условиях лаборатории нагревать водяной пар, на ионы кислорода и водорода распадается пар согласно закону термодинамики. При температуре около 2000 градусов по Цельсию начинается диссоциация (распад) водяного пара. Вот это и есть высшая точка нагрева водяного пара, после которой он уже переходит в иное состояние.

Источник

Температура кипения воды в зависимости от давления: 4 фактора, таблица для расчёта

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°:

1. Пониженное атмосферное давление (наблюдается в горной местности) — t° уменьшается.
2. Повышенное атмосферное давление (наблюдается в шахте) — t° наоборот увеличивается.
3. 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.
4. 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».

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.

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».

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.

1. низкий;
2. средний;
3. высокий;
4. сверхвысокий;
5. экстремальный;
6. космическое пространство;
7. 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.

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:

1. Появление небольших пузырьков вдоль стенок сосуда. Их количество стремительно увеличивается.
2. Массовый подъем пузырьков и увлечения их объема. Помутнение воды, затем «побеление».
3. 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.

Источник

Источник