Решение: Давление кипения воды
В опыте, иллюстрирующем зависимость температуры кипения от давления воздуха (рис. а), кипение воды под колоколом воздушного насоса происходит уже при комнатной температуре, если давление достаточно мало.
Используя график зависимости давления насыщенного пара от температуры (рис. б), укажите, какое давление воздуха нужно создать под колоколом насоса, чтобы вода закипела при $40\ ^\circ\mathrm{C}$. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
Решение по шагам
3 шагаКипение происходит тогда, когда давление насыщенного пара жидкости становится равным внешнему давлению над поверхностью жидкости.
$$p_{\text{нас}}(T)=p_{\text{внеш}}$$При температуре $40\ ^\circ\mathrm{C}$ по графику зависимости давления насыщенного пара от температуры определяем $p_{\text{нас}}\approx70\ \text{мм рт. ст.}$.
Следовательно, давление воздуха под колоколом необходимо уменьшить до значения, примерно равного давлению насыщенного пара воды при этой температуре.
Под колоколом нужно создать давление воздуха примерно $70\ \text{мм рт. ст.}$, чтобы вода закипела при $40\ ^\circ\mathrm{C}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывают атмосферное давление $760\ \text{мм рт. ст.}$ вместо давления, соответствующего температуре $40\ ^\circ\mathrm{C}$.
Путают условие кипения с условием испарения.
Не объясняют, почему внешнее давление должно быть равно давлению насыщенного пара.