Вода закипает при 80 градусах: При какой температуре кипит вода: все зависит от нескольких факторов

Содержание

При какой температуре кипит вода: все зависит от нескольких факторов

Фільтри для води
Статьи

20.09.2016

«При какой температуре закипает вода?» знает каждый – при достижении отметки в 100 градусов по шкале Цельсия. Эта информация отложилась в голове каждого человека. Например, из школьного курса физики. Ведь не могла же появится какая-то новая вода, что кипит по-другому?

Однако не все так просто – кипение при указанной температуре возможно лишь при так называемых идеальных условиях. То есть, если атмосферное давление достигает 760 миллиметров ртутного столба или колеблется около этой отметки, а в ней нет излишнего количества различных примесей, например, соли.

Для кипячения соленой воды ее необходимо нагревать до более высокой температуры, что обусловлено высоким содержанием солей Na+ и Cl-, заполняющих часть пространства между молекулами воды. Это приводит к нарушению связей между природными молекулами воды, что препятствует их нагреванию и приводит к более высокой температуре кипения.

То есть, чтобы накипятить соленую воду, понадобится несколько больше энергии – все зависит от общего объема содержания солей. Так, в один литр воды достаточно добавить примерно 60 грамм соли, чтобы температура кипения жидкости увеличилась на 10 градусов по шкале Цельсия.

Кстати, и парообразование соленой воды значительно ниже. Так, при нагревании молекулы начинают двигаться быстрее, но наличие соли приводит к тому, что они сталкиваются друг с другом намного реже, чем в пресной жидкости, а это, в свою очередь, снижает количество появляющегося пара.

Теперь поговорим о том, при какой температуре кипит вода в горах. Там этот показатель также отличен от 100 градусов, поскольку, как говорилось в начале статьи, многое зависит от атмосферного давления. Как известно, в горах оно значительно ниже. А чем ниже давление, тем и ниже температура кипения воды.

Теперь вы знаете температуру кипения воды при различных условиях. Надеемся, у вас вода только чистая, а потому на закипании не будут сказываться различные примеси. Если же вы берете ее из коммунального трубопровода или частной, непроверенной скважины, рекомендуем установить соответствующие очистительное оборудование.

В науке кипение определяется как смена агрегатного состояния вещества при нагревании, переход из жидкого состояния в парообразное, то есть с выделением пара. При какой температуре закипает вода? Физика утверждает, что чистая пресная вода при нормальном давлении в 1 атмосферу (760 мм ртутного столба) кипит при 100 °С. Но технические справочники, а также экспериментаторы Яков Перельман, Илья Мельников доказывают, что эти параметры могут быть другими при определенных условиях.

Далее пузырьки расширяются и стремятся вверх. Увеличиваются они уже за счет пара, в который превращается вода при нагревании. Поднимаются, потому что плотность пара меньше, чем воды. При этом холодные верхние слои воды опускаются вниз, сталкиваются с пузырями. Так возникают звуковые волны — характерные звуки чайника при закипании.

Какая температура кипения воды в чайнике? В чайник заливаем чистую воду, без солей и иных добавок. Кипятим ее при нормальных условиях, то есть при атмосферном давлении на поверхности Земли в одну атмосферу. По закону физики следует, что вода закипела при температуре 100 °С.

После того как вода закипела, ее температура остается постоянной. При достижении температуры кипения все дополнительное количество теплоты идет на образование пара, вода просто испаряется. Авторы книги «Физика для всех» объясняют процесс испарения так: пар над водой перемешивается с более холодными высокими слоями воздуха без пара. Это будет продолжаться непрерывно, пока вся вода не испарится.

Опытным путем выявлено, что при более высоком давлении, превышающем 1 атмосферу, температура кипения воды значительно повышается. При низком давлении, например, при создании вакуума, наблюдается обратный процесс: вода может закипеть при температуре значительно ниже 100 °С.

От чего зависит температура кипения? Практика и научные эксперименты доказывают, что температура кипения воды зависит от условий — нормального, повышенного или пониженного атмосферного давления, а также от наличия в жидкости посторонних примесей, солей и добавок.

Какая температура кипения воды в горах? При подъеме в горы воздух становится более разреженным: при увеличении высоты над уровнем моря атмосферное давление понижается. Наблюдается такая закономерность: при подъеме на каждые 300 м температура кипения воды понижается примерно на 1 °С, на высоте 1 000 м она составит около 96,3 °С (погрешности обусловлены составом воды).

Автор книги «Занимательная физика» Яков Перельман утверждает, что правильным будет обратный расчет, если помнить, что температура кипения воды падает на 3 °С с каждым километром высоты. Тогда по температуре кипения воды можно определить, на какой высоте в горах находятся туристы.

Опытным путем можно определить, как меняется температура кипения при дальнейшем понижении атмосферного давления, например, при создании вакуума (откачивая воздух из какой-то емкости, куда помещен сосуд с водой). При давлении в 0,5 атмосфер вода закипит при температуре 80,8 °С, а при давлении в 0,03 атмосфер можно наблюдать прохладный кипяток — кипение воды комнатной температуры 17,2 °С. Этот эффект нашел практическое применение в технологии вакуумной сушки, когда добиваются испарения влаги при невысокой температуре.

При повышении атмосферного давления вода закипает при более высоких температурах, чем 100 °С. Яков Перельман приводит пример, что в шахте, где давление выше, чем на поверхности, получают кипяток горячее — 101 °С на глубине 300 м, на глубине 600 м — 102 °С.

Зависит температура кипения воды от ее состава. В воде с добавлением соли ее молекулы Na+ и Cl- заполняют часть пространства между молекулами воды. При этом нарушается связь между ними, что препятствует нагреванию воды. Поэтому для кипения соленой воды требуется более высокая температура. Так, если в 1 л воды добавить 60 г соли, то температура кипения увеличится на 10 °С.

Автор книги «Невероятные физические опыты» Илья Мельников приводит опытное доказательство такого факта. Если в кастрюле с чистой кипящей водой держать на пару бутылочку с водой, то вода в бутылочке не закипит, стекло при такой температуре препятствует кипению. Но если в воду в кастрюле добавить соль, то температура кипения повысится, что доведет к кипению воды в бутылочке.

Вода всегда кипит при 100°C, верно? Неправильный! Хотя это один из основных фактов, который вы, вероятно, узнали довольно рано еще на школьных уроках естествознания, ваше возвышение относительно уровня моря может влиять на температуру кипения воды из-за различий в атмосферном давлении. Здесь мы рассмотрим точки кипения воды в разных местах, а также подробные причины отклонений.

От самой высокой точки суши над уровнем моря, горы Эверест, до самой низкой, Мертвого моря, температура кипения воды может варьироваться от чуть ниже 70 ˚C до более 101 ˚C. Причина такой изменчивости сводится к разнице атмосферного давления на разных высотах.

Атмосферное давление Давление, оказываемое весом земной атмосферы, которое на уровне моря просто определяется как 1 атмосфера или 101 325 паскалей. Даже на одном уровне наблюдаются естественные колебания атмосферного давления; области высокого и низкого давления обычно показываются как части прогноза погоды, но эти различия незначительны по сравнению с изменениями, когда мы поднимаемся выше в атмосферу. По мере того, как ваше возвышение (высота над уровнем моря) увеличивается, вес атмосферы над вами уменьшается (поскольку вы теперь находитесь над некоторой ее частью), и поэтому давление также уменьшается.

Чтобы понять, как это влияет на температуру кипения воды, нам сначала нужно понять, что происходит, когда вода закипает. Для этого нам нужно поговорить о чем-то, называемом «давление пара». Это можно представить как стремление молекул жидкости уйти в газовую фазу над жидкостью. Давление пара увеличивается с повышением температуры, поскольку молекулы движутся быстрее, и у большего их количества есть энергия, чтобы покинуть жидкость. Когда давление пара достигает значения, эквивалентного давлению окружающего воздуха, жидкость закипает.

На уровне моря давление пара равно атмосферному давлению при 100 ˚C, поэтому вода закипает при этой температуре. По мере того, как мы продвигаемся выше в атмосферу и атмосферное давление падает, снижается и давление пара, необходимое для кипения жидкости. Из-за этого температура, необходимая для достижения необходимого пара, становится все ниже и ниже по мере того, как мы поднимаемся выше над уровнем моря, и поэтому жидкость будет кипеть при более низкой температуре.

Это, конечно, факт, который верен для всех жидкостей, а не только для воды. И не только атмосферное давление может влиять на температуру кипения воды. Большинство из нас, вероятно, знают, что добавление соли в воду во время приготовления пищи увеличивает температуру кипения воды, и это также связано с давлением пара. Фактически, добавление любого растворенного вещества в воду повысит температуру кипения, так как оно снижает давление пара, а это означает, что требуется немного более высокая температура, чтобы давление пара стало равным атмосферному давлению и вода закипела.

Еще одним фактором, влияющим на температуру кипения воды, является материал, из которого изготовлен сосуд, в котором ее кипятят. Опыты показали, что при одном и том же давлении вода будет кипеть при разной температуре в металлических и стеклянных сосудах. Предполагается, что это связано с тем, что вода кипит при более высокой температуре в сосудах, к которым ее молекулы прилипают сильнее — здесь гораздо больше подробностей об этом явлении.

Итак, температура кипения воды не является абсолютной, и на нее может влиять целый ряд факторов. Полезная информация, если вы когда-нибудь захотите приготовить чашку чая на Эвересте — более низкая температура кипения будет означать, что чашка, которую вы получите, будет довольно слабой и неприятной!

Кипящая вода слишком горячая для некоторых сортов чая. Сегодня я услышал, что лучше вскипятить воду до 100°С и дать ей остыть до 80°С, чем нагревать воду до 80°С. Это правда? Действительно ли это влияет на свойства воды, кроме уничтожения бактерий?

Чем горячее становится ваша вода, тем быстрее она теряет растворенный кислород, поэтому вы получите лучший чай (для вкуса большинства людей), если поднимете температуру воды до 80°C и сразу же начнете ее использовать. Если вы прокипятите его, а затем охладите, вы потеряете гораздо больше O ₂ .

К вашему сведению, 80°C — довольно низкая температура для большинства черных чаев, я экспериментировал с этим несколько лет назад и обнаружил, что большинство черных чаев, заваренных при 80°C, получаются довольно ужасными, зеленый чай, похоже, является исключением. я нашел 90–95 ° C, чтобы быть более приятным.

Помимо кипячения для уничтожения болезнетворных микроорганизмов, я могу придумать еще одну вещь, это очистить воду от хлора, что и происходит кипячением. Однако вам нужно кипятить его в течение 15 минут, чтобы избавиться от всего, а не просто довести до кипения. Кроме того, кипячение не избавляет от хлорсодержащих соединений, которые в наши дни все чаще используются для очистки воды. См. этот вопрос для получения более подробной информации об этом.

Редактировать: Поскольку я получил несколько скептических комментариев относительно приведенного выше утверждения, вот вики-страница о временной жесткости, которая возникает из-за растворенного минерала извести, и можно удалить путем кипячения .

Обновление: при ответе на вопрос я заметил, что предположил, что использую бутилированную воду. Это то, что я использую, так как водопроводная вода не очень хороша в моей стране. Для водопроводной воды я бы рекомендовал всегда сначала кипятить до 100°С.

При какой температуре кипит вода: все зависит от нескольких факторов

Кипение соленой воды

А если в горах?

Подводя итог

как отличается и от чего зависит

Что такое кипение воды и что на него влияет

Как влияют условия и состав воды на температуру кипения

При какой температуре закипает вода? Температура кипения и высота над уровнем моря – сложные проценты

Чайная вода: нагреть до 80°С или вскипятить до 100°С и дать остыть до 80°С?