2017-12-09
Будет ли кипеть пода и кастрюле, которая плавает в другой кастрюле с кипящей водой? Можно ли расплавить свинец в воде?
Решение:
Очевидно, вода в плавающей кастрюле нагревается до кипения. Однако это еще не означает, что она закипит: ведь для того, чтобы жидкость, достигшая температуры кипения, и в самом деле закипела, необходим дальнейший подвод теплоты к этой жидкости. Вода в большой кастрюле получает необходимое количество теплоты от нагревателя; вода же в плавающей кастрюле может получать тепло лишь от воды в большой кастрюле. Однако при достижении температуры кипения теплообмен между жидкостями прекращается, поскольку их температуры становятся одинаковыми! Поэтому вода в плавающей кастрюле кипеть не будет.
Расплавить свинец в воде на первый взгляд - нельзя: ведь температура плавления свинца $t_{1} =327^{ \circ}$ намного превосходит температуру кипения воды $t_{2} = 100^{ \circ}$. Однако вода кипит при $100^{ \circ}$ лишь при нормальном атмосферном давлении! Повышая внешнее давление, можно нагревать воду без кипения намного выше $100^{ \circ}$, а именно до так называемой критической температуры $t_{3} = 374^{ \circ}$. Поскольку $t_{1} < t_{3}$, свинец расплавить в воде можно! Для этого нужно только нагревать оба вещества в герметично закрытом сосуде. Однако стенки сосуда должны выдерживать очень высокое давление, создаваемое насыщенными парами воды при высокой температуре.