Номер 11, страница 287 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 6. Термодинамика. Параграф 35. Фазовые переходы - номер 11, страница 287.

Условие.

11. Может ли вода кипеть при температуре ниже 100 °C? Приведите примеры, иллюстрирующие ваш ответ.

Решение.

Да, вода может кипеть при температуре ниже $100 \text{ °C}$. Температура кипения жидкости — это температура, при которой давление её насыщенного пара становится равным внешнему давлению. Значение $100 \text{ °C}$ является температурой кипения воды при нормальном атмосферном давлении, которое составляет $101325 \text{ Па}$ (или $\text{1}$ атмосфера). Если внешнее давление уменьшить, то для достижения равенства давления насыщенного пара и внешнего давления потребуется меньшая температура. Следовательно, при пониженном давлении вода будет кипеть при температуре ниже $100 \text{ °C}$.

Примеры, иллюстрирующие этот факт:

1. Кипение воды в горах. С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается. Поэтому в горных районах вода закипает при более низкой температуре. Например, на высоте $3000 \text{ м}$ над уровнем моря атмосферное давление составляет примерно $70 \text{ кПа}$, и вода там кипит уже при температуре около $90 \text{ °C}$. На вершине Эвереста (высота около $8848 \text{ м}$) давление настолько низкое (около $33,7 \text{ кПа}$), что вода кипит примерно при $71 \text{ °C}$.

2. Кипение воды под вакуумным колоколом. Если поместить сосуд с водой комнатной температуры под колокол вакуумного насоса и начать откачивать воздух, давление над поверхностью воды будет падать. Когда давление станет достаточно низким (равным давлению насыщенного пара воды при данной температуре), вода начнет кипеть без всякого нагревания.

Ответ: Да, вода может кипеть при температуре ниже $100 \text{ °C}$, если внешнее давление ниже нормального атмосферного. Примерами могут служить кипение воды в горах на большой высоте или в лабораторных условиях при создании вакуума над поверхностью воды.