Температура кипения воды

Температура кипения чистой воды при нормальном атмосферном давлении составляет 100 °C. Это значение относится к давлению 101,325 кПа, принятому за одну стандартную атмосферу. При другом давлении, а также при наличии растворённых веществ точка кипения меняется.

Что такое кипение

Кипение — интенсивное парообразование, происходящее во всём объёме жидкости. В нагреваемой воде появляются пузырьки водяного пара. Они растут, поднимаются и разрушаются на поверхности. Процесс начинается, когда давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению над жидкостью.

До этой температуры мелкие пузырьки могут появляться из растворённого воздуха. Многие из них схлопываются в более холодных слоях. При устойчивом кипении пузырьки достигают поверхности.

Сколько градусов составляет температура кипения

Значения для высот ориентировочные: фактическое атмосферное давление зависит от погоды. Для точных расчётов используют таблицы насыщенного пара или термодинамические уравнения.

Почему во время кипения температура почти не растёт

После достижения точки кипения поступающая энергия расходуется главным образом на превращение жидкости в пар, а не на дальнейший нагрев. При постоянном давлении температура открытой кипящей воды остаётся близкой к точке кипения, пока в сосуде есть жидкость.

Это не означает, что нагреватель перестал передавать энергию. Для превращения одного килограмма воды при 100 °C в пар требуется значительная удельная теплота парообразования — около 2257 кДж/кг.

Как образуются пузырьки

Парообразование легче начинается на микроскопических неровностях стенок, частицах примесей и пузырьках газа. Такие участки называют центрами парообразования. В очень чистом гладком сосуде вода может перегреться выше обычной точки кипения, не образуя устойчивых пузырьков. Встряхивание или добавление частицы тогда способно вызвать внезапное бурное вскипание.

Влияние атмосферного давления

Чем ниже внешнее давление, тем меньшая температура нужна, чтобы давление водяного пара сравнялось с ним. Поэтому высоко в горах вода кипит раньше, но имеет более низкую температуру. При повышенном давлении точка кипения возрастает.

Эта зависимость используется в вакуумных установках, где жидкости кипят при сравнительно низких температурах, и в скороварках, где пища готовится в воде горячее 100 °C.

Влияние солей и других веществ

Нелетучие растворённые вещества обычно повышают температуру кипения. У слабосолёной воды изменение невелико: обычное количество соли в кастрюле увеличивает точку кипения лишь на доли градуса. Заметный эффект требует высокой концентрации.

Морская вода при нормальном давлении кипит немного выше 100 °C. Точное значение зависит от солёности и состава растворённых солей.

Как измеряют температуру кипения

Термометр помещают так, чтобы чувствительный элемент находился в воде, но не касался горячего дна сосуда. Одновременно фиксируют атмосферное давление. Касание дна может дать завышенное показание, поскольку поверхность нагревателя бывает горячее жидкости.

Кипение и испарение

Испарение происходит только с поверхности и при любой температуре. Кипение охватывает весь объём и начинается при определённом сочетании температуры и давления. Испарение обычно идёт медленнее, хотя ветер, сухой воздух и большая площадь поверхности ускоряют его.

Температура пара

Насыщенный пар непосредственно над открытой кипящей водой при нормальном давлении имеет температуру около 100 °C. Если пар продолжить нагревать отдельно от жидкости, он становится перегретым и может быть значительно горячее 100 °C.

Практическое значение

Точка кипения важна в приготовлении пищи, стерилизации, теплоэнергетике, дистилляции и лабораторных измерениях. В паровых котлах давление строго контролируют, поскольку вместе с ним меняется температура насыщения.

{{I4}}

Краткие ответы

Всегда ли вода кипит при 100 градусах

Нет. Ровно 100 °C — справочное значение для чистой воды при стандартном давлении.

Может ли вода кипеть при комнатной температуре

Да, если достаточно снизить внешнее давление.

Становится ли вода горячее после закипания

В открытой посуде при неизменном давлении её температура почти не растёт; дополнительная энергия уходит на парообразование.