Температура Кипения

Температура кипения соответствует температуре насыщенного пара над плоской поверхностью кипящей жидкости, так как сама жидкость всегда несколько перегрета относительно температуры кипения.

Согласно уравнению Клапейрона — Клаузиуса с ростом давления температура кипения увеличивается, а с уменьшением давления температура кипения соответственно уменьшается:

${\displaystyle T_{boil}=\left({\frac {1}{T_{boil.atm}}}-{\frac {R\cdot \ln(P/P_{atm})}{\Delta H_{boil}\cdot M}}\right)^{-1}}$,
где ${\displaystyle T_{boil.atm}}$ — температура кипения при атмосферном давлении, K,
${\displaystyle \Delta H_{boil}}$ — удельная теплота испарения, Дж/кг,
${\displaystyle M}$ — молярная масса, кг/моль,
${\displaystyle R}$ — универсальная газовая постоянная.

Предельными температурами кипения являются температура тройной точки и температура критической точки вещества. Так температура кипения воды будет изменяться на Земле в зависимости от высоты: от 100 °C на уровне моря до 69 °C на вершине Эвереста. А при ещё большем увеличении высоты возникнет точка, в которой будет уже невозможно получить жидкую воду: лёд и пар будут переходить непосредственно друг в друга минуя жидкую фазу. С другой стороны, при повышении температуры до 374 °C, а давления — до 22 МПа исчезает граница между газовой и жидкой фазой (подробнее см. сверхкритическая жидкость).

Температура кипения воды в зависимости от давления может быть достаточно точно вычислена по формуле:

${\displaystyle T_{boil}=179,47P^{0,2391}}$, ${\displaystyle (R^{2}=0,9983)}$,

где давление ${\displaystyle P}$ берётся в МПа (в пределах от 0,1 МПа до 22 МПа).

Температура кипения при атмосферном давлении приводится обычно как одна из основных физико-химических характеристик химически чистого вещества. Однако данные о температуре кипения сверхчистых веществ, в частности — таких органических жидкостей, как эфир и бензол, могут иметь существенные отличия от обычных табличных данных. Это связано с образованием ассоциатов, которые могут накапливаться в жидкости в отсутствие воды, как медиатора установления равновесного состояния. Так, сверхосушенный бензол может быть подвергнут фракционной перегонке в диапазоне 90—118 °C.

Свойства элементов

Простым веществом с самой низкой точкой кипения является гелий (−268,928 °C). Самые высокие температуры кипения у рения (по разным источникам, 5597 °C или 5630 °C) и вольфрама (5555 °C или 5930 °C).