В опыте, иллюстрирующем зависимость температуры кипения от давления воздуха (рис. a), 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 °C. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности вы использовали для объяснения.
Кипение жидкости сопровождается следующими процессами: в результате испарения воды внутрь пузырьков с воздухом происходит их рост, подъем под действием силы Архимеда. Причем, образование пузырьков возможно тогда, когда давление пара внутри них где pa — внешнее атмосферное давление, а
— давление
делаем вывод, что кипение возможно, когда давление насыщенного пара внутри пузырьков равно внешнему давлению.
Из графика следует, что при температуре 40 °C давление насыщенного водяного пара равно 70 гПа. Значит, кипение возможно, если под воздушным колоколом создано внешнее давление 70 гПа.
Ответ: под колоколом необходимо создать давление воздуха 70 гПа.

