Ответьте на вопросы, страница 75 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопрос

Почему температура кипения при уменьшении атмосферного давления уменьшается?

Температура кипения жидкости — это температура, при которой она активно переходит в газообразное состояние (пар) по всему своему объёму. Этот процесс напрямую связан с внешним давлением, которое действует на поверхность жидкости.

Ключевым условием для начала кипения является то, что давление насыщенного пара ($P_{н.п.}$) внутри образующихся в жидкости пузырьков должно стать как минимум равным внешнему давлению ($P_{внеш}$). Внешнее давление — это, в основном, атмосферное давление. Условие кипения можно записать как $P_{н.п.} \ge P_{внеш}$. Пока давление пара внутри пузырька меньше внешнего, внешнее давление просто сжимает и "схлопывает" этот пузырёк, не давая ему расти.

В свою очередь, давление насыщенного пара любой жидкости сильно зависит от её температуры: чем выше температура, тем выше давление её насыщенного пара. Это происходит потому, что при нагревании всё большее число молекул обладает достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения и перейти в газообразное состояние.

Таким образом, складывается следующая логическая цепочка. Когда внешнее атмосферное давление уменьшается (например, при подъёме в горы), снижается тот "барьер" давления $P_{внеш}$, который необходимо преодолеть пузырькам пара. Следовательно, для начала кипения теперь требуется достигнуть меньшего значения давления насыщенного пара $P_{н.п.}$. А так как это меньшее давление достигается при более низкой температуре, то и сама жидкость закипает при более низкой температуре.

Например, на уровне моря при нормальном атмосферном давлении вода кипит при 100°C, потому что именно при этой температуре давление её насыщенного пара уравнивается с атмосферным. В горах, где атмосферное давление ниже, вода закипит при температуре ниже 100°C.

Ответ: Кипение жидкости начинается тогда, когда давление её насыщенного пара становится равным внешнему (атмосферному) давлению. Давление насыщенного пара увеличивается с ростом температуры. Следовательно, если внешнее атмосферное давление ниже, то для его достижения требуется меньшее давление насыщенного пара, а это, в свою очередь, достигается при более низкой температуре.