Назовите почему температура кипения возрастает с увеличением давления, физика

Назовите почему температура кипения возрастает с увеличением давления

плотность воды увеличивается за счёт этого и увеличивается давление

Другие вопросы из категории

градусов от перпендикуляра к решетке. определите длину волны света падающего на решетку
второго равна 10 м/с,считать движение тел равноускоренными и начальные их координаты равны x1= -5м x2=2м

Читайте также

объем раствора всегда меньше суммы объёмов его компонентов?
3. Между частицами стекла действуют силы притяжения. Почему нельзя собрать разбитый стакан, просто соединив осколки?
4. Почему жидкости текучи? Почему газы могут занимать любой предоставленный объем? Почему твердые тела сохраняют форму и объем?
5. Почему в жаркую погоду футбольный мяч при ударе меньше сжимается, чем в холодную?
6. Как объяснить тот факт, что в слабо обожжённом сосуде с мелкими порами вода долго остается прохладной?
7. Почему первый снег, как правило, тает?
8. Почему в холодную погоду запотевают те стороны оконных стекол, которые обращены внутрь комнаты?
9. Может ли относительная влажность воздуха увеличиваться при одновременном уменьшении абсолютной влажности?
10. Когда запотевают очки: при входе с улицы или выходе, если на улице холодно? Почему?
11. Почему температура кипения увеличивается при увеличении внешнего давления на жидкость?
12. Может ли жидкость одновременно кипеть и замерзать? Ответ обоснуйте.
13. Почему крышка на кипящем чайнике подпрыгивает?

http://fizika.neznaka.ru/answer/2744476_nazovite-pocemu-temperatura-kipenia-vozrastaet-s-uveliceniem-davlenia/

Почему температура кипения возрастает с увеличением давления

Задание: Лебедка равномерно поднимает груз массой 200 кг на высоту 3 м за 5 с. Какова мощность лебедки?
P = A/t = mgh/t = 1200 Вт
Ответ: 1200 Вт.

После удара клюшкой шайба массой 0,15 кг скользит по ледяной площадке. Её скорость при этом меняется в соответствии с уравнением V = 20 — 3t. Найти коэффицент трения.

Задание: После удара клюшкой шайба массой 0,15 кг скользит по ледяной площадке. Её скорость при этом меняется в соответствии с уравнением V = 20 — 3t. Коэффициент трения шайбы о лед равен.
Рассмотрим характер движения: V = 20 — 3t => a = -3, т.е. равно замедленное движение, ускорение по модулю равно 3 м/с^2
Fтр = ?mg => ma = ?mg => ? = a/g
Подставляем значения: 3/10 = 0.3
Ответ: 0.3

Автомобиль, трогаясь с места, движется с ускорением 3 м/с^2. Через 4 с скорость автомобиля будет равна

Задание: Автомобиль, трогаясь с места, движется с ускорением 3 м/с^2. Какая скорость будет у автомобиля на 4-ой секунде движения?
Скорость будет равна: V = V0 + at = 0 + 3*4 = 12 м/c.
Ответ: 12 м/c.

При свободном падении ускорение всех тел одинаково. Чем объясняется этот факт?

Задание: При свободном падении ускорение всех тел одинаково. Чем объясняется этот факт?
Ответ: Сила тяжести пропорциональна массе Земли

Недеформированную пружину жесткостью 30 Н/м растянули на 0,04 м. Найти потенциальную энергию растянутой пружины.

Задание: Недеформированную пружину жесткостью 30 Н/м растянули на 0,04 м. Найти потенциальную энергию растянутой пружины.
По формуле Ep= (kx^2)/2, где k — жёсткость, а x — длина растяжения.
Подставляем значения:
Ep=0.024 H
Ответ: 0.024 H

Легкоподвижную тележку массой m = 3 кг толкают с силой F = 6 Н

Задание: Легкоподвижную тележку массой m = 3 кг толкают с силой F = 6 Н . Ускорение тележки в инерциальной системе отсчета равно?
По второму закону Ньютона F=ma => m = F/a = 2 м/с^2
Ответ: 2 м/с^2

Температура нагревателя тепловой машины 1 000 К, температура холодильника на 200 К меньше, чем у нагревателя. Максимально возможный КПД машины равен

Вопрос: Температура нагревателя тепловой машины 1 000 К, температура холодильника на 200 К меньше, чем у нагревателя. Чему равен максимально возможный КПД машины?
Ответ: КПД=(T1-T2)/T1*100% = (1000-800)/1000*100%= 20%

Броуновское движение частиц пыльцы в воде объясняется

Вопрос: Чем объясняется Броуновское движение частиц пыльцы в воде?
Ответ: Броуновское движение частиц в воде объясняется непрерывностью и хаотичностью теплового движения молекул воды.

Какое движение тела называется поступательным?

Вопрос: Какое движение называют поступательным?
Ответ: Поступательным движением называют движение, при котором все точки тела в любой момент времени направлены одинаково.

Что называется перемещением?

Вопрос: Что называется перемещением?
Ответ: Перемещением называется кротчайшее расстояние от точки начала пути до точки завершения пути.

http://fiz-jj.ru/

Влияние давления на температуру насыщения

Рассмотрим закрытый сосуд с водой при температуре 22,2°С. На сосуд установлены дроссельный клапан, манометр и два термометра для контроля процесса. Клапан регулирует давление в сосуде. Манометр показывает давление в сосуде, а термометры измеряют температуру пара и жидкой воды. Атмосферное давление вокруг сосуда равно 101,3 кПа.
В сосуде образован вакуум, и закрыт клапан. При внутреннем давлении в 68,9 кПа температура насыщения воды 89,6°С. Это значит, что кипение не произойдет, пока давление пара не достигнет 68,9 кПа. Так как максимальное давление пара при температуре жидкости 22,2°С 2,7 кПа, кипения не будет, если жидкости не сообщить большое количество энергии.
Вместо кипения при данных условиях начнется испарение, так как давление пара жидкости ниже давления насыщенного пара, которое зависит от температуры воды. Так будет продолжаться до тех пор, пока объем над жидкостью не будет насыщенным водным паром. По достижении состояния равновесия температура жидкости и окружающей среды будет одинаковой, теплопередача прекратится, количество молекул пара, отделяющихся от воды и возвращающихся в нее, будет одинаковым, и давление пара будет равно давлению насыщения жидкости, которое зависит от ее температуры. По достижении состояния равновесия давление пара достигнет максимального значения 2,7 кПа, и объем жидкости останется постоянным.
Если по достижении начального состояния равновесия открыть клапан, давление в сосуде быстро вырастет до 101,3 кПа. Следовательно, температура кипения воды вырастет до 100°С. Так как температура воды останется 22,2°С, давление пара воды остается 2,7 кПа. Давление пара воды уменьшится, так как пар выходит из сосуда через клапан, и процесс испарения начинается снова.
При увеличении теплопередачи сосуду в результате сжигания топлива, температура воды начинает повышаться до 100°С. Повышение температуры воды вызывает выделение большего количества молекул пара в результате увеличения кинетической энергии, что повышает давление пара до 101,3 кПа. Увеличение давления пара — это следствие изменения температуры жидкой воды. При увеличении температуры жидкости давление насыщенного пара также повышается. Как только давление пара достигает атмосферного давления, начинается кипение. Основанный на потенциальной энергии процесс изменения состояния в результате кипения происходит при постоянной температуре. Вода будет принудительно изменять состояние на газообразное до тех пор, пока сосуд получает достаточно теплоты.
При отделении молекул пара от поверхности жидкости и движении в сосуде некоторые молекулы теряют кинетическую энергию в результате столкновений и падают в жидкость. Некоторые молекулы выходят из сосуда через открытый клапан и рассеиваются в атмосфере. Пока клапан выпускает пар, давление пара и давление в сосуде останется 101,3 кПа. При этом пар останется насыщенным, и его температура и давление будут такие же, как и у жидкости: 100°С при 101,3 кПа. Плотность пара при такой температуре и давлении 0,596 кг/м3, а его удельный объем обратный плотности, равен 1,669 мг/кг.

http://www.xiron.ru/content/view/23191/28/

Почему температура кипения воды в различных условиях разная?

Каждый знает, что температура кипения воды при обычном атмосферном давлении (около 760 мм рт. ст.) составляет 100 °С. Но не всем известно, что вода может закипать при различной температуре. Точка закипания зависит от ряда факторов. Если срабатывают определенные условия, вода может закипеть и при +70 °С, и при +130 °С, и даже при 300 °С! Рассмотрим причины более подробно.

От чего зависит температура кипения воды?

Закипание воды в емкости происходит по определенному механизму. В процессе нагрева жидкости на стенках емкости, в которую она налита, появляются пузырьки воздуха. Внутри каждого пузырька находится пар. Температура пара в пузырьках изначально значительно выше нагреваемой воды. Но ее давление в этот период выше, чем внутри пузырьков. Пока вода не прогрелась, пар в пузырьках сжимается. Затем под воздействием внешнего давления пузырьки лопаются. Процесс длится до тех пор, пока температуры жидкости и пара в пузырьках не сравняются. Именно теперь шарики с паром могут подняться на поверхность. Вода начинает закипать. Далее процесс нагрева прекращается, так как излишки тепла выводятся паром наружу в атмосферу. Это термодинамическое равновесие. Вспомним физику: давление воды состоит из веса самой жидкости и давления воздуха над сосудом с водой. Таким образом, меняя один из двух параметров (давление жидкости в сосуде и давление атмосферы), можно изменить температуру закипания.

Какова температура кипения воды в горах?

В горах температура кипения жидкости постепенно падает. Это связано с тем, что атмосферное давление при восхождении на гору постепенно понижается. Чтобы вода закипела, давление в пузырьках, которые появляются в процессе нагрева воды, должно быть равным атмосферному. Поэтому с увеличением высоты в горах на каждые 300 м температура кипения воды снижается приблизительно на один градус. Такой кипяток не такой горячий, как кипящая жидкость на равнинной местности. На большой высоте сложно, а иногда и невозможно заварить чай. Зависимость кипения воды от давления выглядит таким образом:

http://www.syl.ru/article/132099/pochemu-temperatura-kipeniya-vodyi-v-razlichnyih-usloviyah-raznaya

Молекулярная физика. Кипение жидкости.

Кипение — это интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре.
В отличие от испарения, которое происходит при любой температуре жидкости, другой вид парообразования — кипение — возможен лишь при совершенно определенной (при данном давлении) температуре — температуре кипения.
При нагревании воды в открытом стеклянном сосуде можно увидеть, что по мере увеличения температуры стенки и дно сосуда покрываются мелкими пузырьками. Они образуются в результате расширения мельчайших пузырьков воздуха, которые существуют в углублениях и микротре­щинах не полностью смачиваемых стенок сосуда.
Пары жидкости, которые находятся внутри пузырьков, являются насыщенными. С ростом температуры давление насыщенных паров возрастает, и пузырьки увеличиваются в размерах. С уве­личением объема пузырьков растет и действующая на них выталкивающая (архимедова) сила. Под действием этой силы наиболее крупные пузырьки отрываются от стенок сосуда и поднимаются вверх. Если верхние слои воды еще не успели нагреться до 100 °С, то в такой (более холодной) воде часть водяного пара внутри пузырьков конденсируется и уходит в воду; пузырьки при этом сокращаются в размерах, и сила тяжести заставляет их снова опускаться вниз. Здесь они опять увеличиваются и вновь начинают всплывать вверх. Попеременное увеличение и уменьшение пузырьков внутри во­ды сопровождается возникновением в ней характерных звуковых волн: закипающая вода шумит.
Когда вся вода прогреется до 100 °С, поднявшиеся вверх пузырьки уже не сокращаются в размерах, а лопаются на поверхности воды, выбрасывая пар наружу. Возникает характерное бульканье — вода кипит.
Кипение начинается после того, как давление насыщенного пара внутри пузырьков сравнивается с давлением в окружающей жидкости.
Во время кипения температура жидкости и пара над ней не меняется. Она сохраняется неизменной до тех пор, пока вся жидкость не выкипит. Это происходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия уходит на превращение ее в пар.
Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.
Температура кипения зависит от давления, оказываемого на свободную поверхность жидкос­ти. Это объясняется зависимостью давления насыщенного пара от температуры. Пузырек пара растет, пока давление насыщенного пара внутри него немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из внешнего давления и гидростатического давления столба жидкости.
Чем больше внешнее давление, тем больше температура кипения.
Всем известно, что вода кипит при температуре 100 ?C. Но не следует забывать, что это справедливо лишь при нормальном атмосферном давлении (примерно 101 кПа). При увеличении дав­ления температура кипения воды возрастает. Так, например, в кастрюлях-скороварках пищу варят под давлением около 200 кПа. Температура кипения воды при этом достигает 120°С. В воде такой температуры процесс варки происходит значительно быстрее, чем в обычном кипятке. Этим и объясняется название «скороварка».
И наоборот, уменьшая внешнее давление, мы тем самым понижаем температуру кипения. Напри­мер, в горных районах (на высоте 3 км, где давление составляет 70 кПа) вода кипит при температуре 90 °С. Поэтому жителям этих районов, использующим такой кипяток, требуется значительно больше времени для приготовления пищи, чем жителям равнин. А сварить в этом кипятке, например, кури­ное яйцо вообще невозможно, так как при температуре ниже 100 °С белок не сворачивается.
У каждой жидкости своя температура кипения, которая зависит от давления насыщенного пара. Чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения соответствующей жидкости, т. к. при меньших температурах давление насыщенного пара становится равным атмосферному. Например, при температуре кипения 100 °С давление насыщенных паров воды равно 101 325 Па (760 мм рт. ст.), а паров ртути — всего лишь 117 Па (0,88 мм рт. ст.). Кипит ртуть при 357°С при нормальном давлении.

Теплота парообразования.

Теплота парообразования (теплота испарения) — количество теплоты, которое необходимо сообщить веществу (при постоянном давлении и постоянной температуре) для полного превращения жидкого вещества в пар.
Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обра­тить жидкость массой 1 кг в пар без изменения температуры, называется удельной теплотой парообразования.
Удельную теплоту парообразования обозначают буквой r и измеряют в джоулях на килограмм (Дж/кг).
Количество теплоты, необходимое для парообразования (или выделяющееся при конденса­ции). Чтобы вычислить количество теплоты Q, необходимое для превращения в пар жидкости любой массы, взятой при температуре кипения, нужно удельную теплоту парообразования r ум­ножить на массу m:
При конденсации пара происходит выделение такого же количества теплоты:

http://www.calc.ru/Molekulyarnaya-Fizika-Kipeniye-Zhidkosti.html

Кипение — процесс перехода жидкости в пар, характеризующийся, в отличие от испарения, тем, что образование пара происходит не только на поверхности, но и по всей массе жидкости. Кипение становится возможным, если давление насыщенных паров жидкости делается равным внешнему давлению. Поэтому данная жидкость, находясь под данным внешним давлением, кипит при вполне определенной температуре. Обычно температуру кипения приводят для атмосферного давления. Например, при атмосферном давлении вода кипит при 373 К или 100° С.
Температура кипения — характерный признак жидкости. Самой низкой температурой кипения обладает жидкий гелий (4,215 К); водород кипит при 20 К, кислород — при 90 К, хлор — при 239 К, цинк—при 1179 К, железо — при 3145 К. Из простых веществ самой высокой температурой кипения обладают рений — 5900 К, вольфрам — 5640 К и тантал — 5560 К. Различие температур кипения различных веществ находит применение в технике для разгонки смесей, компоненты которых сильно отличаются по температурам кипения, например для разгонки нефтепродуктов. При увеличении давления, под которым находится жидкость, ее температура кипения повышается; при уменьшении давления — понижается. Поэтому, например, на вершине Эвереста вода кипит при 72° С.
Пузырьки, образующиеся при кипении жидкости, легче всего возникают на пузырьках воздуха или других газов, обычно присутствующих в жидкости. Такие пузырьки — центры кипения — чаще всего прилипают к стенкам сосуда, поэтому кипение раньше начинается у стенок. Но если жидкость свободна от газов, то образование в ней пузырьков пара затруднено. Такую жидкость можно перегреть, т. е. нагреть выше температуры кипения без того, чтобы она вскипела. Если в такую перегретую жидкость ввести ничтожное количество газа или твердых частичек, к поверхности которых прилип воздух, то она мгновенно и очень бурно закипает. Температура жидкости при этом падает до температуры кипения. Подобные явления могут служить причиной взрыва паровых котлов, и их нужно предупреждать.

http://yunc.org/%D0%9A%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

Почему температура кипения возрастает с увеличением давления

Кипение — это процесс преобразования жидкости в состояние газа (пара). В жидкости появляются пузырьки пара или паровые полости. Пузырьки становятся больше, в тот момент, когда в них испаряется жидкость. Пар, находящийся в пузырьках превращается в газообразное состояние над жидкостью.
Под кипением понимается интенсивный переход жидкого состояния воды в пар. Переход состоит из преобразования пузырьков пара по всему объему жидкости при некоторой температуре.
В отличие от испарения, которое может протекать при любой температуре воды, такое парообразование как кипение, возможно только при соответствующей температуре. Такая температура называется температурой кипения.
Если нагревать воду в открытом стеклянном сосуде, можно заметить, что при увеличении температуры, вода начинает покрываться маленькими пузырьками. Такие пузырьки образуются вследствие расширения маленьких пузырьков воздуха, которые существуют в микротрещинах сосуда.
Пар, находящийся внутри пузырьков является насыщенным. При повышении температуры, давление насыщенных паров увеличивается. Вследствие этого пузырьки изменяются в размере. После увеличения объема пузырьков, возрастает и действующая на них архимедова сила. При воздействии такой силы пузырьки начинают стремиться к поверхности воды. Если верхний слой не успел прогреться до температуры кипения, то есть до ста градусов Цельсия, часть водяного пара охлаждается и спускается вниз. Пузырьки изменяются в размере, а сила тяжести заставляет их спуститься ниже. Спустившись ниже в более горячие слои воды, они начинают снова подниматься к поверхности. Так как пузырьки увеличиваются и уменьшаются в размерах, внутри воды появляются звуковые волны. Поэтому вода, которая начинает закипать издает характерный шум.
После того когда вся вода достигает температуры 100 градусов, пузырьки достигшие поверхности перестают уменьшаться в размерах. Они начинают лопаться после того как достигают поверхности воды. Из воды начинает выступать водяной пар. Вода издает специфический звук.
В момент кипения, температура жидкости и пара не изменяется. Она остается в одном состоянии, пока вся жидкость не испарится. Это происходит по той причине, что вся энергия расходуется на превращение воды в пар.
Температура, при которой вода начинает кипеть, называется температурой кипения.
Температура кипения напрямую зависит от давления, которое оказывается на поверхность жидкости. Это объясняет зависимостью давления насыщенного пара от температуры. Пузырьки пара постоянно растут. Рост продолжается до тех пор, пока давление насыщенного пара внутри него не будет превосходить давление жидкости. Такое давление складывается из внешнего давления и гидростатического давления жидкости.
Если внешнее давление увеличивается, значит, температура кипения также будет увеличиваться!
Каждый взрослый человек знает, что вода начинает кипеть при температуре равной сто градусов Цельсия. Необходимо помнить, что такая температура кипения будет при нормальном атмосферном давлении, которое равно 101 кПа. Если давление будет увеличиваться, температура кипения изменится.
При уменьшении внешнего атмосферного давления, температура кипения уменьшится. В горной местности вода закипает при температуре равной девяносто градусов. Поэтому людям, которые проживают на данной территории необходимо больше времени, чтобы приготовить пищу. Жители равнины смогут приготовить еду значительно быстрее. При низкой температуре кипения невозможно сварить обычное яйцо, так как белок не может свернуться, если температура ниже 100 градусов.
Каждая жидкость имеет собственную температуру кипения, которая зависит от давления насыщения пара. При повышении давления насыщения пара, температура кипения уменьшается.
Закипание воды это достаточно сложный процесс, который состоит из четырех различных стадий, который отличаются друг от друга:

  • На первой стадии, маленькие пузырьки воздуха поднимаются со дна емкости, а также появляется группа пузырьков на стенках емкости.
  • На второй стадии кипения происходит увеличение объема пузырьков. Со временем, количество пузырьков, возникающих в воде и стремящихся к поверхности, начинает возрастать. На данной стадии вода начинает издавать мало заметный шум.
  • На третьей стадии начинается массовый подъем пузырьков, которые вызывают легкое помутнение воды, а через некоторый промежуток времени «побеление» воды. Такое действие напоминает родник, в котором протекает быстрый поток воды. Такое кипение называется «белым ключом». Такая стадия достаточно короткая. Что касается звука, то он становится похож на звук издаваемый роем пчел.
  • На четвертой стадии происходит интенсивное бурление жидкости. На поверхности воды появляется большое количество крупных пузырей, которые начинаю лопаться. Через несколько минут вода начинает брызгаться. Появление брызг характеризует сильно перекипевшую воду. Звук становится резким, равномерность прекращается. Шум напоминает взбесившихся пчел, которые летят друг на друга.

http://www.watermap.ru/articles/temperatura-zakipanija-vody

Будем нагревать воду в колбе, следя за её температурой и происходящими в ней явлениями.
Прежде всего, замечаем появление внутри жидкости небольших пузырьков газа. Появление этих пузырьков объясняется выделением воздуха, абсорбированного (поглощённого) стенками сосуда и водой. Так как внутрь каждого пузырька происходит испарение воды, то, кроме воздуха, пузырьки содержат насыщающие пары воды.?
При дальнейшем нагревании воды пузырьки воздуха с паром увеличиваются в размере и становятся многочисленнее. На рисунке изображены последовательные стадии роста одного из пузырьков. Достигнув определённой величины, пузырёк отрывается от стенок сосуда.
Поднимающиеся пузырьки, попадая в верхние, более холодные слои воды, уменьшаются в размерах, так как содержащиеся в них пары конденсируются, и остаётся лишь очень малое количество воздуха, который и выходит на поверхность.
Когда вся жидкость достаточно прогрелась, пузырьки уже не пропадают в верхних слоях, но, поднимаясь, продолжают расти и лопаются на поверхности жидкости, выбрасывая содержащийся в них пар. Парообразование, происходящее одновременно внутри и с поверхности жидкости, называется кипением.
Очевидно, что при кипении давление насыщающего пара внутри пузырьков таково, что оно способно преодолеть внешнее атмосферное давление, и пар из пузырьков вырывается наружу. Это значит, что кипение происходит при такой температуре, при которой давление насыщающих паров жидкости равно наружному давлению на свободную поверхность жидкости.
Отсюда следует, что при уменьшении давления на жидкость температура её кипения должна понижаться, а при увеличении давления – повышаться. Опыт подтверждает это заключение.
Поместим под колокол воздушного насоса стакан с холодной водой. Мы заметим, что при достижении в колоколе определённого разрежения холодная вода бурно закипает.
Если поставить под колокол насоса часовое стёклышко с каплей воды и разредить воздух в колоколе, то вода сначала закипит, а затем замёрзнет. Почему? Дело в том, что при испарении и кипении уменьшается внутренняя энергия воды; вследствие этого температура капли воды понижается до О o С и она замерзает.
Как известно, давление воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Следовательно, с поднятием вверх температура кипения жидкости должна уменьшаться. Это подтверждается опытом. На рисунке графически показано изменение температуры кипения воды в зависимости от высоты над уровнем моря.
Температура кипения зависит от рода жидкости. Например, при атмосферном давлении ртуть кипит при 357°С, керосин – при 170–260° С (в зависимости от сорта), спирт – при 78°С, эфир – при 35°С, жидкий аммиак – при – 33,4°С.
Температура кипения данной жидкости зависит не только от внешнего давления, но и от тех примесей, которые находятся в ней.
Как правило, наличие в жидкости растворённого твёрдого вещества повышает температуру её кипения. Так, вода, содержащая 12% поваренной соли, кипит при 102°С. Если же повысить концентрацию раствора примерно до 40%, то температура кипения возрастёт до 108°С.

http://scibio.ru/fizika/molekulyarnaya_fizika/sostoyaniya_veshchestv/kipenie.html

Журнал \»Квант\»

Кипение жидкостей. Зависимость температуры кипения от давления

Кипение — это парообразование, происходящее одновременно и с поверхности, и по всему объему жидкости. Оно состоит в том, что всплывают и лопаются многочисленные пузырьки, вызывая характерное бурление.
Как показывает опыт, кипение жидкости при заданном внешнем давлении начинается при вполне определенной и не изменяющейся в процессе кипения температуре и может происходить только при подводе энергии извне в результате теплообмена (рис. 1):
где L — удельная теплота парообразования при температуре кипения.

Механизм кипения: в жидкости всегда имеется растворенный газ, степень растворения которого понижается с ростом температуры. Кроме того, на стенках сосуда имеется адсорбированный газ. При нагревании жидкости снизу (рис. 2) газ начинает выделяться в виде пузырьков у стенок сосуда. В эти пузырьки происходит испарение жидкости. Поэтому в них, кроме воздуха, находится насыщенный пар, давление которого с ростом температуры быстро увеличивается, и пузырьки растут в объеме, а следовательно, увеличиваются действующие на них силы Архимеда. Когда выталкивающая сила станет больше силы тяжести пузырька, он начинает всплывать. Но пока жидкость не будет равномерно прогрета, по мере всплытия объем пузырька уменьшается (давление насыщенного пара уменьшается с понижением температуры) и, не достигнув свободной поверхности, пузырьки исчезают (захлопываются) (рис. 2, а), вот почему мы слышим характерный шум перед закипанием. Когда температура жидкости выравняется, объем пузырька при подъеме будет возрастать, так как давление насыщенного пара не изменяется, а внешнее давление на пузырек, представляющее собой сумму гидростатического давления жидкости, находящейся над пузырьком, и атмосферного, уменьшается. Пузырек достигает свободной поверхности жидкости, лопается, и насыщенный пар выходит наружу (рис. 2, б) — жидкость закипает. Давление насыщенного пара при этом в пузырьках практически равно внешнему давлению.

Температура, при которой давление насыщенного пара жидкости равно внешнему давлению на ее свободную поверхность, называется температурой кипения жидкости.
Так как давление насыщенного пара увеличивается с ростом температуры, а при кипении оно должно быть равно внешнему, то при увеличении внешнего давления температура кипения увеличивается.
Температура кипения зависит также от наличия примесей, обычно увеличиваясь с ростом концентрации примесей.
Если предварительно освободить жидкость от растворенного в ней газа, то ее можно перегреть, т.е. нагреть выше температуры кипения. Это неустойчивое состояние жидкости. Достаточно небольших сотрясений и жидкость закипает, а ее температура сразу понижается до температуры кипения.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 200-201.

http://www.physbook.ru/index.php/%D0%A2._%D0%9A%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

Почему температура кипения возрастает с увеличением давления

Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Состояние насыщенного пара приближенно описывается уравнением состояния идеального газа (3.4), а его давление приближенно определяется формулой

[img]http://lib.alnam.ru/archive/arch.php?path=../htm/book_phis9/files.book&file=phis9_33.files/image1.gif[/img]

С ростом температуры давление растет. Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры.
Однако эта зависимость найденная экспериментально, не является прямо пропорциональной, как у идеального газа при постоянном объеме. С увеличением температуры давление насыщенного пара растет быстрее, чем давление идеального газа (рис. 52, участок кривой АВ).
Это происходит по следующей причине. При нагревании жидкости с паром в закрытом сосуде часть жидкости превращается в пар. В результате согласно формуле (5.1) давление пара растет не только вследствие повышения температуры, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара. Основное различие в поведении идеального газа и насыщенного пара состоит в том, что при изменении температуры пара в закрытом сосуде (или при изменении объема при постоянной температуре) меняется масса пара. Жидкость частично превращается в пар или, напротив, пар частично конденсируется. С идеальным газом ничего подобного не происходит.
Когда вся жидкость испарится, пар при дальнейшем нагревании перестанет быть насыщенным и его давление при постоянном объеме будет возрастать прямо пропорционально абсолютной температуре (участок ВС на рисунке 52).
Кипение. Зависимость давления насыщенного пара от температуры объясняет, почему температура кипения жидкости зависит от давления. При кипении по всему объему жидкости образуются быстро растущие пузырьки пара, которые всплывают на поверхность. Очевидно, что пузырек пара может расти, когда давление насыщенного пара внутри него немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из давления воздуха на поверхность жидкости (внешнее давление) и гидростатического давления столба жидкости.
Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости.
Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения. Так, при давлении в паровом котле, достигающем Па, вода не кипит и при температуре 200°С. В медицинских учреждениях кипение воды в герметически закрытых сосудах — авто клавах (рис. 53) — также происходит при повышенном давлении. Поэтому температура кипения значительно выше 100°С. Автоклавы применяют для стерилизации хирургических инструментов, перевязочного материала и т. д.
Наоборот, уменьшая давление, мы тем самым понижаем температуру кипения. Откачивая насосом воздух и пары воды из колбы, можно заставить воду кипеть при комнатной температуре (рис. 54). При подъеме в горы атмосферное давление уменьшается. Поэтому уменьшается температура кипения. На высоте

7134 м (пик Ленина на Памире) давление приближенно равно Па (300 мм рт. ст.). Температура кипения воды там составляет примерно 70 °С. Сварить, например, мясо при этих условиях невозможно.
Различие температур кипения жидкостей определяется различием в давлении их насыщенных паров. Чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения соответствующей жидкости, так как при меньших температурах давление насыщенного пара становится равным атмосферному. Например, при 100 °С давление насыщенных паров воды равно (760 мм рт. ст.), а паров ртути всего лишь 117 Па (0,88 мм рт. ст.). Кипит ртуть при 357 °С при нормальном давлении.
Критическая температура. При увеличении температуры одновременно с увеличением давления насыщенного пара растет также его плотность. Плотность жидкости, находящейся в равновесии со своим паром, наоборот, уменьшается вследствие расширения жидкости при нагревании. Если на одном рисунке начертить кривые зависимости плотности жидкости и ее пара от температуры, то для жидкости кривая пойдет вниз, а для пара — вверх (рис. 55).
При некоторой температуре, называемой критической, обе кривые сливаются, т. е. плотность жидкости становится равной плотности пара.

Критической называется температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и ее насыщенным паром.
При критической температуре плотность (и давление) насыщенного пара становится максимальной, а плотность жидкости, находящейся в равновесии с паром, — минимальной. Удельная теплота парообразования уменьшается с ростом температуры и при критической температуре становится равной нулю.
Каждое вещество характеризуется своей критической температурой. Например, критическая температура воды , а жидкого оксида углерода (IV)

http://lib.alnam.ru/book_phis9.php?id=33

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Поки оцінок немає)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector