Что означает кипение
Молекулы постоянно покидают поверхность жидкости и возвращаются обратно. Давление пара растёт с температурой. Пузырёк внутри воды может устойчиво расширяться, когда давление насыщенного пара становится не меньше давления над жидкостью с учётом гидростатической добавки. Тогда парообразование идёт по всему объёму, а не только на поверхности.
Почему при нормальном давлении получается 100 °C
При стандартном атмосферном давлении давление пара воды сравнивается с внешним примерно при 100 °C. На высокогорье атмосфера давит слабее, и вода кипит при меньшей температуре. В скороварке, наоборот, повышенное давление сдвигает точку кипения вверх и позволяет готовить при более высокой температуре.
Комнатное кипение требует низкого давления
По данным NIST, около комнатной температуры давление насыщенного пара воды составляет лишь небольшую долю атмосферы. Если насос снизит давление в камере до этого уровня, вода начнёт кипеть без нагрева до 100 °C. Ладонь может добавить немного тепла, но решающим условием остаётся разрежение.
Почему одной цифры недостаточно
Фраза «вода кипит в вакууме» неточна: результат зависит от конкретных давления и температуры. По мере кипения вода охлаждается, давление пара падает, а насос удаляет образующийся газ. Для корректного опыта одновременно измеряют температуру и давление, а не судят о фазовом переходе только по пузырькам.
Видео опыта
Исходный эксперимент можно посмотреть в ролике канала «Наука в Действии».