В этой статье вы узнаете, что такое кипение, почему жидкость кипит, зависимость температуры кипения от внешнего давления
Итак, сначала давайте определим, чем кипение отличается от испарения. Испарение - это процесс парообразования с поверхности. Кипение же - процесс парообразования со всей толщи жидкости.
Все мы видели как кипит вода, как на поверхность вылетают пузырьки воздуха и лопаются, но необходимо понять, откуда же берутся эти пузырьки?
Разберем этот процесс по пунктам :
1. У нас есть пустой сосуд. Если мы посмотрим на его поверхность (внутри) поближе, то увидим, что она вовсе не ровная (в нашем мире не существует абсолютно гладких поверхностей). Она кривая, и ее извилины настолько малы, что молекула воды (Н2О) там не помещается, и там так и остается воздух, даже после того, как мы зальем жидкость в сосуд. Итак, мы имеем сосуд с жидкостью
2. Теперь начнем его нагревать, и со стенок и дна сосуда через какое-то время начнут отрываться пузырьки воздуха. Если вы внимательно посмотрите, то сначала, они буду отрываться (допустим, со дна), немного подниматься вверх и схлопываться. Это происходит из-за того, что не вся вода ещё прогрелась, и наверху она тяжелее. Когда же наш сосуд постоит на огне, то пузырьки будут, как и должны, доходить до верха.
Теперь рассмотрим, почему эти пузырьки по пути продвижения к поверхности увеличиваются в размере. Это происходит от того, что чем выше они поднимаются, тем меньшее давление на них оказывается и, вследствие этого, увеличивается внутреннее давление (давление внутри пузырька) => пузырь расширяется. При выходе пузырька на поверхность, давление внутреннее становится больше атмосферного, и пузырек лопается.
Вследствие этого, можно сделать вывод, что если внешнее давление (в выше рассмотренном случае, атмосферное) больше, то жидкость нужно будет нагреть до большей температуры, чтоб она закипела (при меньшей температуре, пузырьки будут схлопываться)
Интересный факт. В горах, где давление ниже, чем на уровне моря, у путешественников возникает проблема с тем, чтобы просто вскипятить воду, ведь ниже давление => ниже температура кипения, и вода начинает кипеть уже при 60-70 градусах, но еще не пригодна для того, чтобы заварить чай или еду быстрого приготовления.
ВАЖНО! Жидкость не может иметь температуру больше, чем температура кипения. То есть при нормальном давлении (атмосферном), вода не может нагреться до температуры 101 градус.