水在212华氏度(100摄氏度)时沸腾 ,并在32 F(0 c)冻结,对吗?当然,除非并非总是如此 。水沸腾或冷冻的温度可能会根据压力和其他因素而变化。那么 ,我们到底需要去哪里找到水的最酷的沸腾温度和最温暖的冷冻温度?
对于水的最低沸腾温度,我们必须寻找最薄的空气的地方。
“对于水的沸点,对湿度有一些温和的依赖 ,但几乎全部都归功于压力 。” 雅各布·罗伯茨,科罗拉多州立大学物理学教授。
水的杂质会影响水分子之间的相互作用,最终改变了整个溶液滚动沸腾的点。但是,如果您在山顶上携带一桶水 ,它将在温度低的温度下沸腾 。这是因为大气越少,水倒入一锅水,水蒸发或变成蒸汽所需的热能就越少。
自然 ,地球上最高的位置—山顶 珠穆朗玛峰,29,031英尺 (8,849米)—是在154 F(68 c)时水沸腾的地方。 月球和行星学院。这是热水—但这会造成一杯可怕的咖啡,因为水至少需要 188 f (87 c)制作不错的啤酒 。
有关的: 地球大气中有多少水?
那么水在最高温度下冻结在哪里?这有点棘手。对于纯水 ,至少其分子沉淀到刚性的温度随着压力而变化的晶体结构相对较小。水在地球上的冰点始终约为32 f 。
这并不是说压力根本不会影响水的冻结温度;只是自然发生在我们星球表面的压力远不及足以推动冰点上升。即使在 玛丽安娜沟深的挑战者,比珠穆朗玛峰高于海平面的峰值高于海平面,压力比海平面的气压高1000倍 伦敦大学学院。这挤压了水 ,但不足以将水迫使32 f以上的水进入冰—高于0度C 水需要近10,000倍的大气压力才能冻结,这并非自然地发生在地球上的任何地方 。
但是,由于辐射冷却 ,如果气温高于冰点,则海平面的冰可以形成。世代相传,这种现象使沙漠地点的居民在没有电或冷冻温度的情况下制造冰。尽管空气温度高于冰点,但生活在现在伊拉克和阿富汗的人们会在无云的夜晚之前用水填充浅水游泳池 ,并醒来 。
罗伯茨告诉《现场科学》,这是因为游泳池上方的空气非常干燥,这鼓励水蒸发。蒸发的水带来热量 ,冷却留下的液体。
另外,水慢慢地散发出热量 。虽然地面附近的空气可能刚好在冰点上方,但在无云的夜晚 ,较高的气氛可能像减去40 F(负40 C)一样冷。在这种情况下,热能从相对温水转移到极度寒冷的夜空。这两种机制一起都可以将池中的温度降低到32 f—足以冻结—尽管周围的空气温度像 41 f (5 c),远高于冷冻。