Температура кипения воды при каком давлении

Содержание статьи

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

Автор Виктор На чтение 6 мин. Просмотров 3.6k. Опубликовано 14.02.2020

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.

Кипение

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°:

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

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.

горы 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.

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.

Читайте также: Какое давление в бресте

Кипячение воды в вакууме

Вакуум — это среда с газом, с пониженным давлением.

Виды вакуумов:

низкий;
средний;
высокий;
сверхвысокий;
экстремальный;
космическое пространство;
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.

формула удельной теплоемкости

С — удельная теплоемкость;

Q — кол-во теплоты;

— 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:

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

Подготовлено специалистами www.vodasila.ru

Источник

Температура кипения воды в зависимости от давления (Таблица)

Справочные таблицы содержат значения температуры кипения воды при различном давлении (в разных единицах измерения).

Обозначения: P — давление, мбар, бар, мм рт. ст. или ат; t — температура, °С.

Температура кипения воды при давлении в мбар

P	t, °C	P	t, °C	P	t, °C
900	96,7	960	98,5	1020	100,2
910	97,0	970	98,8	1030	100,5
920	97,3	980	99,1	1040	100,7
930	97,6	990	99,4	1050	101,0
940	97,9	1000	99,6	1060	101,3
950	98,2	1010	99,9	1070	101,6

Температура кипения воды при давлении в бар

P	t, °C	P	t, °C	P	t, °C
1	99,7	15	198,2	65	283
2	120,3	16	201,3	70	288
3	133,4	17	204,2	75	293
4	143,5	18	207,0	80	297
5	151,7	19	210,2	85	301
6	158,7	20	212,3	90	305
7	164,8	25	224	95	309
8	170,3	30	236	100	313
9	175,2	35	244	110	320
10	179,7	40	252	120	327
11	183,8	45	259	130	333
12	187,8	50	266	140	339
13	191,5	55	272	150	344
14	195,0	60	277	160	350

Температура кипения воды при давлении в мм рт. ст.

P	t, °C	P	t, °C	P	t, °C
680	96,9	720	98,5	760	100,0
685	97,1	725	98,7	765	100,2
690	97,3	730	98,9	770	100,4
695	97,5	735	99,1	775	100,6
700	97,7	740	99,3	780	100,7
705	97,9	745	99,5	785	100,9
710	98,1	750	99,6	790	101,1
715	98,3	755	99,8	800	101,5

Температура кипения воды при давлении в ат

P	t, °C	P	t, °C	P	t, °C	P	t, °C
1	99,1	8	169,6	18	206,1	70	287
2	119,6	9	174,5	19	208,9	80	296
3	132,9	10	179,0	20	211,4	90	304
4	142,9	12	187,1	30	235	100	312
5	151,1	14	194,1	40	251	120	326
6	158,1	15	197,4	50	265	140	338
7	164,2	16	200,4	60	276	160	348

Источник

Зависимость температуры кипения воды от давления. 7- 310°C, 0,01-100 кгс/см2 100- 374°C / 212- 706°F, 1-222 кгс/см2 = 14-3226 psia.

Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Рабочие среды / / Вода, лед и снег (хладагент R718) / / Зависимость температуры кипения воды от давления. 7- 310°C, 0,01-100 кгс/см2 100- 374°C / 212- 706°F, 1-222 кгс/см2 = 14-3226 psia.

Зависимость температуры кипения воды от давления. 7- 310°C, 0,01-100 кгс/см2

Pабс (кгс/см2 )

T oC

Примечание

0.01

0.02

0.04

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.033

6.698

17.20

28.64

45.45

59.67

68.68

75.42

80.86

85.45

89.45

92.99

96.18

99.09

100.0

1.5

2.0

2.5

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

20.0

25.0

50.0

100.0

110.79

119.62

126.79

132.88

142.92

151.11

158.08

164.17

169.61

174.53

179.04

211.38

222.90

262.70

309.53

Давления

выше

атмосферного

Забавная ссылка «Давление атмосферы на различной высоте над землей» для альпинистов и туристов от проекта dpva.ru.

Зависимость температуры кипения воды от давления. 100- 374°C / 212- 706°F, 1-222 кгс/см2 = 14-3226 psia

Абсолютное давление (не приборное)				Температура кипения воды
barабс = 1×10-5*Pa	psia	мм рт.ст. = mmHg	дюймов рт.ст. = inHg	°C	°F
1.013	14.7	760	29.92	100	212
1.034	15.0	776	30.54	101	213
1.103	16.0	827	32.58	102	216
1.172	17.0	879	34.61	104	219
1.241	18.0	931	36.65	106	222
1.310	19.0	983	38.68	107	225
1.379	20.0	1034	40.72	109	228
1.517	22.0	1138	44.79	112	233
1.655	24.0	1241	48.86	114	238
1.793	26.0	1345	52.94	117	242
1.931	28.0	1448	57.01	119	246
2.068	30.0	1551	61.08	121	250
2.206	32.0	1655	65.15	123	254
2.344	34.0	1758	69.22	125	258
2.482	36.0	1862	73.30	127	261
2.620	38.0	1965	77.37	129	264
2.758	40.0	2069	81.44	131	267
2.896	42.0	2172	85.51	132	270
3.034	44.0	2275	89.58	134	273
3.172	46.0	2379	93.66	135	276
3.309	48.0	2482	97.73	137	279
3.447	50.0	2586	101.8	138	281
3.585	52.0	2689	105.9	140	284
3.723	54.0	2793	109.9	141	286
3.861	56.0	2896	114.0	142	288
Абсолютное давление (не приборное)				Температура кипения воды
barабс = 1×10-5*Pa	psia	мм рт.ст. = mmHg	дюймов рт.ст. = inHg	°C	°F
3.999	58.0	2999	118.1	144	291
4.137	60.0	3103	122.2	145	293
4.275	62.0	3206	126.2	146	295
4.413	64.0	3310	130.3	147	297
4.551	66.0	3413	134.4	148	299
4.688	68.0	3517	138.4	149	301
4.826	70.0	3620	142.5	151	303
4.964	72.0	3723	146.6	152	305
5.102	74.0	3827	150.7	153	307
5.240	76.0	3930	154.7	154	309
5.378	78.0	4034	158.8	155	310
5.516	80.0	4137	162.9	156	312
5.654	82.0	4241	167.0	157	314
5.792	84.0	4344	171.0	158	316
5.929	86.0	4447	175.1	158	317
6.067	88.0	4551	179.2	159	319
6.205	90.0	4654	183.2	160	320
6.343	92.0	4758	187.3	161	322
6.481	94.0	4861	191.4	162	323
6.619	96.0	4965	195.5	163	325
6.757	98.0	5068	199.5	164	326
6.895	100	5171	203.6	164	328
7.239	105	5430	213.8	166	331
7.584	110	5689	224.0	168	335
7.929	115	5947	234.1	170	338
Абсолютное давление (не приборное)				Температура кипения воды
barабс = 1×10-5*Pa	psia	мм рт.ст. = mmHg	дюймов рт.ст. = inHg	°C	°F
8.274	120	6206	244.3	172	341
10.34	150	7757	305.4	181	359
12.07	175	9050	356.3	189	372
13.79	200	10343	407.2	194	382
15.51	225	11636	458.1	200	392
17.24	250	12929	509.0	205	401
18.96	275	14222	559.9	210	410
20.68	300	15514	610.8	214	417
22.41	325	16807	661.7	218	425
24.13	350	18100	712.6	222	432
25.86	375	19393	763.5	226	438
27.58	400	20686	814.4	229	445
29.30	425	21979	865.3	233	451
31.03	450	23272	916.2	236	456
32.75	475	24565	967.1	239	462
34.47	500	25857	1018	242	467
36.20	525	27150	1069	245	472
37.92	550	28443	1120	247	477
39.64	575	29736	1171	250	482
41.37	600	31029	1222	252	486
43.09	625	32322	1273	255	491
44.82	650	33615	1323	257	495
46.54	675	34908	1374	260	499
48.26	700	36200	1425	262	503
49.99	725	37493	1476	264	507
Абсолютное давление (не приборное)				Температура кипения воды
barабс = 1×10-5*Pa	psia	мм рт.ст. = mmHg	дюймов рт.ст. = inHg	°C	°F
51.71	750	38786	1527	266	511
53.43	775	40079	1578	268	515
55.16	800	41372	1629	270	518
56.88	825	42665	1680	272	522
58.61	850	43958	1731	274	525
60.33	875	45251	1782	276	529
62.05	900	46543	1832	278	532
65.50	950	49129	1934	281	539
68.95	1000	51715	2036	285	545
75.06	1089	56301	2217	290	555
84.64	1228	63485	2499	298	570
98.78	1433	74091	2917	310	590
114.6	1662	85965	3384	321	610
127.9	1854	95895	3775	329	625
147.3	2136	110462	4349	341	645
163.3	2369	122493	4823	349	660
186.8	2710	140127	5517	360	680
213.5	3096	160131	6304	371	700
222.4	3226	166829	6568	374	706

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.

Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.

Коды баннеров проекта DPVA.ru

Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая

поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Источник

Что вы знаете о температуре кипения воды?

Если вас спросят, при какой температуре закипает вода, вы скорее всего ответите, что при 100 °C. И ваш ответ будет правильным, но это значение верно только при обычном атмосферном давлении — 760 мм рт. ст. На самом деле вода может закипать и при 80 °C, и при 130 °C. Чтобы объяснить причину таких расхождений, прежде всего нужно выяснить, что такое кипение.

Механизм кипения

Разобраться, сколько нужно градусов, чтобы вода закипела, поможет изучение механизма этого физического явления. Кипение представляет собой процесс преобразования жидкости в пар и проходит в несколько этапов:

При нагревании жидкости из микротрещин в стенках сосуда выходят пузырьки с воздухом и водяным паром.
Пузыри немного расширяются, но жидкость в сосуде настолько холодна, что это приводит к конденсации пара в пузырях.
Пузырьки начинают лопаться до тех пор, пока вся толща жидкости не станет достаточно горячей.
Через некоторое время происходит уравнивание давления воды и пара в пузырях. На этом этапе отдельные пузырьки могут подниматься на поверхность и выпускать пар.
Пузырьки начинают интенсивно подниматься, начинается бурление с характерным звуком. Начиная с этого этапа, температура в сосуде не меняется.
Процесс кипения будет продолжаться до тех пор, пока вся жидкость не перейдет в газообразное состояние.

Температура пара

Температура пара при кипении воды такая же, как и самой воды. Это значение не будет меняться до тех пор, пока не испарится вся жидкость в сосуде. В процессе кипения образуется влажный пар. Он насыщен жидкими частицами, равномерно распределенными по всему объему газа. Далее высокодисперсные частицы жидкости конденсируются, а насыщенный пар превращается в сухой.

Также существует перегретый пар, который намного горячее, чем кипяток. Но его можно получить только с помощью специальной аппаратуры.

Влияние давления

Мы уже выяснили, что для закипания жидкости необходимо уравнивание давления жидкого вещества и пара. Так как давление воды складывается из атмосферного давления и давления самой жидкости, изменить время закипания можно двумя способами:

изменением атмосферного давления;
изменением давления в самом сосуде.

Первый случай мы можем наблюдать на территориях, расположенных на разной высоте над уровнем моря. На побережьях температура закипания будет составлять 100 °C, а на вершине Эвереста — всего 68 °C. Исследователи рассчитали, что при подъеме в горы каждые 300 метров температура закипания воды снижается на 1 °C.

Высота над уровнем моря (м)	300	1 тыс.	2 тыс.	3 тыс.	4 тыс.	5 тыс.	6 тыс.
Температура закипания (°C)	100	99	96,7	93,3	90	86,7	83,8	80

Данные значения могут меняться в зависимости от химического состава воды и наличия примесей (солей, ионов металлов, растворимых газов).

Для получения кипятка чаще всего используют чайники. Температура кипения воды в чайнике также зависит от района проживания. Жителям горной местности рекомендуется использовать автоклавы и скороварки, которые помогают сделать кипяток более горячим и ускорить процесс приготовления пищи.

Кипение соленой воды

То, при скольких градусах закипает вода, определяет и наличие в ней примесей. В составе морской воды присутствуют ионы натрия и хлора. Они располагаются между молекулами H2O и притягивают их. Этот процесс известен как гидратация.

Связь между водой и ионами соли намного сильнее, чем между молекулами воды. Для закипания соленой воды требуется больше энергии, чтобы можно было разорвать эти связи. Этой энергией является температура.

Также соленая жидкость отличается от пресной низкой концентрацией молекул H2O. В этом случае при нагревании они начинают быстрее двигаться, но не могут образовать достаточно большой пузырь пара, так как реже сталкиваются. Давления маленьких пузырьков недостаточно для их выхода на поверхность.

Для уравнивания водного и атмосферного давления нужно увеличить температуру. Поэтому соленой воде для закипания требуется намного больше времени, чем пресной, а температура кипения будет зависеть от концентрации соли. Известно, что при добавлении 60 г NaCl в 1 л жидкости температура закипания возрастает на 10 °C.

Как изменить температуру кипения

В горной местности очень тяжело приготовить пищу, на это уходит слишком много времени. Причина — недостаточно горячий кипяток. На очень больших высотах почти невозможно сварить яйцо, что уж говорить о приготовлении мяса, которое нуждается в хорошей термической обработке.

Изменение температуры, при которой закипает жидкость, важна для жителей не только горных районов.

Для стерилизации продуктов и оборудования желательно использовать более высокую температуру, чем 100 °C, так как некоторые микроорганизмы являются термостойкими.

Это важная информация не только для домохозяек, но и для специалистов, работающих в лабораториях. Также увеличение температуры кипения может заметно сэкономить время, уходящее на приготовление пищи, что немаловажно в наше время.

Чтобы увеличить этот показатель, нужно использовать плотно закрывающуюся емкость. Лучше всего для этого подойдут скороварки, в которых крышка не пропускает пар, увеличивая давление внутри сосуда. Во время нагревания выделяется пар, но, так как он не может выйти наружу, происходит его конденсация на внутренней стороне крышки. Это приводит к существенному увеличению внутреннего давления. В автоклавах давление составляет 1-2 атмосферы, поэтому жидкость в них закипает при температуре 120-130 °C.

Максимальная температура кипения воды до сих пор остается неизвестной, так как этот показатель может увеличиваться до тех пор, пока увеличивается атмосферное давление. Известно, что в паровых турбинах вода не может закипеть даже при 400 °C и давлении в несколько десятков атмосфер. Такие же данные получили на больших глубинах океана.

Кипение воды при пониженном давлении: Видео

Источник