Номер 1, страница 231 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

1. Исследуйте зависимость температуры кипения воды от атмосферного давления.

Налейте в алюминиевый стаканчик от школьного калориметра воду. Поместите в воду термометр и поставьте стаканчик на электрическую плитку. Определите температуру кипения воды. Запишите значение атмосферного давления в день эксперимента. Проведите этот эксперимент в другие дни, отмечая значения атмосферного давления. Всегда ли одинаковой окажется температура кипения? Установите зависимость температуры кипения от внешнего давления. Сделайте вывод.

Решение

Данный эксперимент направлен на исследование зависимости температуры кипения воды от внешнего атмосферного давления.

Всегда ли одинаковой окажется температура кипения?

Нет, температура кипения воды, измеренная в разные дни, не будет всегда одинаковой. Это связано с тем, что атмосферное давление, которое действует на поверхность воды, не является постоянной величиной. Оно изменяется в зависимости от погодных условий (например, в областях высокого давления, антициклонах, оно выше, а в областях низкого, циклонах, — ниже) и от высоты над уровнем моря. Так как кипение — это процесс, при котором давление насыщенного пара жидкости становится равным внешнему давлению, то изменение атмосферного давления неизбежно приведет к изменению температуры кипения.

Установите зависимость температуры кипения от внешнего давления.

Между температурой кипения и внешним давлением существует прямая зависимость. С увеличением внешнего давления температура кипения жидкости возрастает. Это происходит потому, что для кипения давление насыщенного пара жидкости должно сравняться с внешним давлением. При более высоком внешнем давлении молекулам жидкости требуется сообщить большую кинетическую энергию (то есть нагреть до более высокой температуры), чтобы преодолеть это давление. И наоборот, при уменьшении внешнего давления температура кипения понижается. Например, в горах, где атмосферное давление ниже, вода закипает при температуре ниже $100^{\circ}C$. А в скороварке, где искусственно создается повышенное давление, вода кипит при температуре выше $100^{\circ}C$, что ускоряет приготовление пищи.

Сделайте вывод.

Температура кипения жидкости не является ее постоянной характеристикой, а зависит от внешнего давления. С повышением внешнего давления температура кипения увеличивается, а с понижением — уменьшается. Значение температуры кипения воды $100^{\circ}C$ является справочным и соответствует нормальному атмосферному давлению, равному $101325$ Па (760 мм рт. ст.).

Ответ: Температура кипения воды находится в прямой зависимости от атмосферного давления: чем выше давление, тем выше температура кипения. Из-за колебаний атмосферного давления в разные дни температура кипения воды будет различной.