Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Давление газа
- Хорошие (молекулярные) вибрации
- Пар и атмосферное давление
- Действие кипения и снижение давления
Когда давление окружающего воздуха уменьшается, температура, необходимая для кипячения жидкости, также уменьшается. Например, для приготовления некоторых продуктов на больших высотах требуется больше времени, потому что вода кипит при более низких температурах; вода удерживает меньше тепла, поэтому правильное приготовление требует больше времени. Связь между давлением и температурой объясняется свойством, называемым давлением пара, мерой того, насколько легко молекулы испаряются из жидкости.
TL; DR (слишком долго; не читал)
При повышении температуры окружающей среды температура кипения также увеличивается. Это потому, что повышенная температура окружающей среды затрудняет выход пара из жидкости, и для кипения требуется больше энергии.
Давление газа
Давление паров вещества - это давление паров, воздействующих на контейнер вещества при определенной температуре; это верно как для жидкостей, так и для твердых веществ. Например, вы наполовину наполняете контейнер водой, откачиваете воздух и герметизируете контейнер. Вода испаряется в вакуум, создавая пар, который оказывает давление. При комнатной температуре давление пара составляет 0,03 атмосферы или 0,441 фунта на квадратный дюйм. Когда температура увеличивается, давление также увеличивается.
Хорошие (молекулярные) вибрации
При любой температуре выше нуля Кельвина молекулы вещества колеблются в случайных направлениях. Молекулы вибрируют быстрее при повышении температуры. Однако молекулы не все вибрируют с одинаковой скоростью; некоторые двигаются медленно, а другие очень быстро. Если самые быстрые молекулы попадают на поверхность объекта, у них может быть достаточно энергии, чтобы убежать в окружающее пространство; это те молекулы, которые испаряются из вещества. По мере повышения температуры все больше молекул имеют энергию для испарения из вещества, повышая давление пара.
Пар и атмосферное давление
Если вещество окружает вакуум, молекулы, покидающие поверхность, не встречают сопротивления и образуют пар.Однако, когда вещество окружено воздухом, давление его паров должно превышать атмосферное давление, чтобы молекулы испарялись. Если давление пара ниже атмосферного, выходящие молекулы возвращаются в вещество в результате столкновений с молекулами воздуха.
Действие кипения и снижение давления
Жидкость кипит, когда ее самые энергичные молекулы образуют пузырьки пара. Однако при достаточно высоком давлении воздуха жидкость нагревается, но не кипит и не испаряется. Когда давление окружающего воздуха уменьшается, молекулы, испаряющиеся из кипящей жидкости, встречают меньшее сопротивление со стороны молекул воздуха и легче попадают в воздух. Поскольку давление пара может быть уменьшено, температура, необходимая для кипячения жидкости, также снижается.