Итак. Что такое температура кипения? http://www.proza.ru/2016/06/01/2127
Классический ответ: это такая температура, при которой давление паров данной жидкости становится равным внешнему давлению. Атмосферному. Всё просто.
А чем обусловлено давление паров жидкости? Как оно возникает? От чего зависит?
Поставим мысленный эксперимент.
Представим сосуд (колбу), заполненную жидкостью на половину или треть (не существенно). Жидкость покрыта непроницаемой плёнкой. А стакан или колба закрыты пробкой. Над плёнкой, соответственно, будет вакуум или воздух. Смотря как мы поставим эксперимент.
Допустим, что был вакуум. Убираем плёнку. Молекулы жидкости начинают вылетать в пустую часть стакана. Жидкость закипит. И будет кипеть до тех пор, пока давление паров жидкости не достигнет так называемого давления насыщенного пара. Часть молекул жидкости перейдёт в газообразное состояние и создаст давление Р0. При каждой температуре будет своё давление насыщенного пара. И давление насыщенного пара жидкости будет тем больше, чем слабее молекулы жидкости взаимодействуют между собой. У воды при атмосферном давлении на уровне моря температура кипения равна 100,00 С. А у спирта 78,39 С. У аммиака - -33,6 С, у кислорода -183,1 С, у водорода -252,5 С. Самая низкая температура кипения у гелия: -268,93 C.
Фазовые переходы веществ описываются законом Клапейрона-Клаузиуса для квазистатических (как бы равновесных) процессов - любых переходов вещества из одной фазы в другую: испарение, плавление, сублимация, полиморфное превращение и др..
Согласно уравнению Клапейрона-Клаузиуса, давление паров вещества при переходе из одной фазы в другую тем больше, чем больше температура окружающей среды. То есть, давление паров вещества можно увеличивать посредством увеличения температуры. Молекулы непрерывно переходят из одной фазы (жидкой) в другую (пар) и обратно. В равновесном состоянии количество молекул, переходящих из жидкости в газовую фазу в единицу времени, равно количеству молекул, переходящих из газовой фазы в жидкость на данной поверхности. Динамическое равновесие.
Так вот, вещество плавится, кипит, сублимирует на Земле при такой температуре, при которой давление паров этого вещества достигает атмосферного давления в данном месте. Говоря другими словами: любой фазовый переход происходит до состояния, когда выравниваются значения так называемых химических потенциалов вещества в рассматриваемых различных фазах. "Химический потенциал" - это как бы необходимая работа, для перевода определённого количества вещества из одного состояния в другое прои фиксированных внешних параметрах (давление, температура, концентрация...).
Представим, что вместо пробки у нас подвижный поршень. Сверху на него давит атмосферный столб, а снизу молекулы испарившегося вещества. И если давление сверху больше, чем давление насыщенного пара вещества снизу, то наш поршень опустится до поверхности жидкости. Под действием внешнего давления пара молекулы из газообразного состояния вещества начнут переходить в жидкое состояние, если этот процесс протекает при температуре ниже так называемой "критической" для конкретного вещества. Выше "критической" температуры ни одно вещество не может перейти в конденсированное состояние - жидкость или твёрдое тело.
И поршень начнёт подниматься вверх только тогда, когда температура жидкости повысится до величины, при которой давление пара вещества станет равным и немного больше внешнего атмосферного. Жидкость начнёт переходить в пар при определённом давлении для данной температуры. И когда давление пара достигнет внешнего, атмосферного - жидкость закипит и наш поршень вылетит наружу.
Если же у нас нет пробки и поршня, то над жидкостью находятся не только пары вещества, но и молекулы атмосферы. И они совместно создают давление, равное атмосферному давлению в данном месте (сумма парциальных давлений молекул всех веществ). На горе общее давление меньше, в низине - большее. Догадайтесь, как изменится температура кипения воды.
И чтобы начался процесс кипения, давление паров жидкости должно стать равным и даже немного большим атмосферного. Пары жидкости вытесняют молекулы атмосферы из газовой фазы. Пары жидкости начинают образовываться по всему объёму жидкости в виде пузырьков - преимущественно, конечно, на той поверхности, от которой поступает энергия в жидкость. Для парообразования необходима энергия - энергия отрыва молекул от жидкости: теплота испарения. И центры кипения: различные неоднородности.
А шум закипающего чайника обусловлен лопанием пузырьков пара воды, при их подъёме к поверхности - ведь там температура ниже, чем у нагреваемого дна и они лопаются (шумят) до тех пор, пока вода не прогреется по всему объёму.
Теперь легко понять и объяснить "запотевание" очков при переходе с улицы в помещение в зимнее время. Ведь на улице температура ниже, чем в помещении и, соответственно, давление паров воды ниже. При высоком (относительном) давлении паров воды в помещении, они начинают конденсироваться на поверхность холодного стекла - ведь равновесное давление паров ниже...
Век живи - век дураком будешь...
Звукохимия (сонохимия) — раздел химии, который изучает взаимодействие мощных акустических волн и возникающие при этом химические и физико-химические эффекты.
Звукохимия исследует кинетику и механизм звукохимических реакций, происходящих в объёме звукового поля.
Почему вода при начале закипания "шумит"?
Кавитация (от лат. cavita — пустота) — процесс парообразования и последующего схлопывания пузырьков пара с одновременным конденсированием пара в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром самой жидкости.
Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении её скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация), существуют и другие причины возникновения эффекта.
Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырёк схлопывается, излучая при этом ударную волну.
"Что такое температура кипения. Часть 1." http://proza.ru/2016/06/01/2127