Номер 5, страница 47 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

5. Почему с увеличением внешнего давления температура кипения жидкости повышается, а с уменьшением — понижается?

Кипение — это процесс интенсивного парообразования, происходящий по всему объёму жидкости. Во время кипения внутри жидкости образуются пузырьки пара. Пузырёк может существовать и расти только тогда, когда давление насыщенного пара ($p_{н.п.}$) внутри него становится равным или превышает давление в окружающей жидкости. Давление в жидкости определяется в основном внешним давлением ($p_{внешн.}$) на её поверхность (например, атмосферным). Таким образом, условие начала кипения можно записать как:

$$p_{н.п.} \approx p_{внешн.}$$

Важно понимать, что давление насыщенного пара не постоянно, а сильно зависит от температуры: чем выше температура жидкости, тем выше давление её насыщенного пара. Это происходит потому, что с ростом температуры увеличивается кинетическая энергия молекул, и большее их число способно преодолеть силы межмолекулярного притяжения и перейти в газовую фазу.

Сопоставив эти два факта, можно объяснить зависимость температуры кипения от внешнего давления.

С увеличением внешнего давления, чтобы началось кипение, давление насыщенного пара должно достигнуть более высокого значения. Этого можно добиться, только нагрев жидкость до более высокой температуры. Поэтому температура кипения повышается. Например, в скороварке давление искусственно увеличивают, чтобы вода закипела при температуре около 120°C и пища готовилась быстрее.

С уменьшением внешнего давления, наоборот, кипение начинается при более низком значении давления насыщенного пара. Такое давление достигается уже при более низкой температуре. Поэтому температура кипения понижается. Например, высоко в горах, где атмосферное давление низкое, вода кипит при температуре ниже 100°C.

Ответ: Температура кипения — это температура, при которой давление насыщенного пара жидкости сравнивается с внешним давлением. Так как давление насыщенного пара растёт с температурой, то при более высоком внешнем давлении для достижения этого равенства требуется более высокая температура, а при более низком давлении — более низкая. Поэтому с увеличением внешнего давления температура кипения повышается, а с уменьшением — понижается.