Khám phá nhiệt độ sôi của nước ở áp suất khác nhau

Nhiệt độ sôi của nước là một khái niệm quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày, nhưng ít ai hiểu rằng nó không phải là một giá trị cố định. Thực tế, nhiệt độ sôi của nước thay đổi đáng kể tùy thuộc vào áp suất môi trường xung quanh. Vậy nên trong bài viết này, TKTECH sẽ giúp bạn tìm hiểu về nhiệt độ sôi của nước ở áp suất khác nhau. Từ đó giúp bạn hiểu rõ hơn về hiện tượng vật lý thú vị này.

Khái niệm nhiệt độ sôi của nước là gì?

Nhiệt độ sôi của nước là nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi của nước bằng với áp suất xung quanh nó, khiến nước chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi (khí). Đây là một quá trình chuyển pha, trong đó các phân tử nước trong pha lỏng nhận đủ năng lượng để vượt qua lực hút giữa các phân tử và thoát ra ngoài thành hơi.

Nhiệt độ sôi của nước là bao nhiêu độ C ở điều kiện chuẩn?

Trước khi tìm hiểu về nhiệt độ sôi của nước ở áp suất khác nhau, bạn cần biết nhiệt độ sôi của nước là 100 độ Celsius (°C) hoặc 212 độ Fahrenheit (°F) ở điều kiện áp suất tiêu chuẩn, tức là 1 atmosphere (atm) hay 101.325 kPa. Tuy nhiên, nhiệt độ sôi của nước có thể thay đổi khi áp suất thay đổi. Ở áp suất cao hơn, nước sẽ sôi ở nhiệt độ cao hơn, và ngược lại, ở áp suất thấp hơn (ví dụ như trên các vùng núi cao), nước sẽ sôi ở nhiệt độ thấp hơn.

Nhiệt độ sôi của nước phụ thuộc vào các yếu tố nào?

Nhiệt độ sôi của nước không chỉ là một con số cố định mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố môi trường và điều kiện cụ thể như:

– Áp suất khí quyển: Ở áp suất tiêu chuẩn (1 atmosphere hoặc 101.325 kPa), nước sôi ở 100°C (212°F). Ở áp suất cao hơn, nước sôi ở nhiệt độ cao hơn. Ở áp suất thấp hơn (ví dụ ở độ cao lớn), nước sôi ở nhiệt độ thấp hơn.

– Tạp chất trong nước: Sự hiện diện của các tạp chất hoặc chất hòa tan (như muối) có thể làm thay đổi nhiệt độ sôi của nước. Ví dụ, nước muối sôi ở nhiệt độ cao hơn so với nước tinh khiết.

Ví dụ thực tế về nhiệt độ sôi của nước: Trên mặt biển (mực nước biển): Nước sôi ở 100°C. Trên đỉnh núi Everest: Do áp suất khí quyển thấp, nước sôi ở khoảng 68°C.

Điểm sôi thấp nhất và cao nhất của nước là bao nhiêu?

Nhiệt độ sôi của nước ở áp suất khác nhau sẽ có giá trị khác nhau, vậy nên điểm sôi của nước có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào áp suất môi trường. Dưới đây là các ví dụ về điểm sôi thấp nhất và cao nhất của nước trong các điều kiện cụ thể:

Điểm sôi thấp nhất của nước trong điều kiện chân không

Khi áp suất rất thấp (gần chân không), nước có thể sôi ở nhiệt độ rất thấp, thậm chí dưới 0°C. Cụ thể: Ở áp suất khoảng 611.657 pascal (Pa), nước sôi ở 0.01°C. Trong các phòng thí nghiệm chân không cao, nước có thể sôi ở nhiệt độ thấp hơn nhiều, thậm chí ở nhiệt độ dưới 0°C.

Điểm sôi cao nhất của nước trong điều kiện áp suất cao

Khi áp suất cao hơn áp suất khí quyển tiêu chuẩn, nước sẽ sôi ở nhiệt độ cao hơn. Ví dụ: Ở áp suất 2 atmospheres (khoảng 202.65 kPa), nước sôi ở khoảng 120°C. Trong các nồi áp suất công nghiệp, nước có thể sôi ở nhiệt độ lên tới 200°C hoặc cao hơn, tùy thuộc vào áp suất cụ thể.

Ở điều kiện tới hạn của nước, tức là ở nhiệt độ 374°C và áp suất 22.064 MPa, nước không thể tồn tại dưới dạng lỏng hoặc khí riêng biệt mà trở thành một trạng thái siêu tới hạn. Đây là giới hạn trên cho sự tồn tại của pha lỏng và hơi của nước.

Như vậy, điểm sôi của nước có thể thay đổi từ dưới 0°C trong điều kiện chân không tới khoảng 200°C hoặc cao hơn trong điều kiện áp suất cao, với điểm giới hạn tới hạn là 374°C và 22.064 MPa.

Nhiệt độ sôi của nước ở áp suất khác nhau

Dưới đây là bảng mô tả nhiệt độ sôi của nước ở một số mức áp suất khác nhau:

Ghi chú:

• Áp suất khí quyển chuẩn (1 atm): Đây là điều kiện tiêu chuẩn, với nước sôi ở 100°C.
• Áp suất thấp: Ở các áp suất thấp hơn, như 0.1 atm hoặc 0.2 atm, nước sôi ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với 100°C.
• Áp suất cao: Ở áp suất cao hơn, như 2 atm hoặc 5 atm, nhiệt độ sôi của nước tăng lên đáng kể.

Bảng trên giúp minh họa cách nhiệt độ sôi của nước thay đổi theo áp suất môi trường. Điều này quan trọng trong nhiều ứng dụng thực tế, từ nấu ăn ở độ cao lớn đến các quy trình công nghiệp sử dụng nồi áp suất.

Các cách kiểm tra nhiệt độ của nước

Có rất nhiều cách để đo nhiệt độ sôi của nước ở áp suất khác nhau. Bao gồm sử dụng các mẹo đo nhiệt độ dân gian hoặc sử dụng máy đo nhiệt độ.

Phương pháp dân gian 

Có nhiều phương pháp dân gian được sử dụng để ước lượng nhiệt độ của nước mà không cần sử dụng thiết bị đo nhiệt độ chuyên dụng. Ví dụ như sử dụng tay để kiểm tra: 

• Nhiệt độ ấm (khoảng 30-40°C): Nước có cảm giác ấm áp khi chạm tay vào, nhưng không gây khó chịu.
• Nhiệt độ nóng (khoảng 50-60°C): Nước gây cảm giác nóng bỏng, không thể giữ tay lâu trong nước.
• Nhiệt độ gần sôi (khoảng 70-80°C): Nước rất nóng, gây bỏng ngay lập tức khi chạm vào.

Nhưng phương pháp này giúp ước lượng nhiệt độ của nước một cách tương đối và có thể hữu ích trong những tình huống không có thiết bị đo nhiệt độ chuyên dụng. Tuy nhiên, để có kết quả chính xác nhất và đảm bảo an toàn, không bị bỏng thì bạn vẫn nên sử dụng nhiệt kế.

Máy đo nhiệt độ (nhiệt kế đo nước)

Sử dụng các loại que đo nhiệt độ sẽ giúp bạn đảm bảo kết quả đo nhiệt độ nước chính xác cao hơn và đảm bảo khoảng cách an toàn khi đo nhiệt độ sôi của nước. Các loại nhiệt kế tiếp xúc sẽ giúp bạn dễ dàng kiểm tra mức nhiệt độ sôi của nước nhanh chóng. Đây được đánh giá là phương pháp đo nhiệt độ chính xác nhất, sử dụng phổ biến trong gia đình, nhà hàng, doanh nghiệp…

Một vài mẫu nhiệt kế chất lượng mà bạn có thể sử dụng để đo nhiệt độ sôi của nước ở áp suất khác nhau đó là: 

– Máy đo nhiệt độ cầm tay dạng tiếp xúc KT500

– Máy đo nhiệt độ cầm tay Hanna HI98509

– Máy đo nhiệt độ tiếp xúc Extech EA11A, Kimo TK110

Sau khi tìm hiểu về nhiệt độ sôi của nước ở áp suất khác nhau, chúng ta biết được nhiệt độ sôi của nước không phải lúc nào cũng là 100°C. Mà nó còn phụ thuộc vào áp suất tại vị trí bạn tiến hành đun nước. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những kiến thức bổ ích. Nếu cần tìm hiểu thêm các thiết bị đo nhiệt độ nước, hãy liên hệ với TKTECH để được hỗ trợ tư vấn và mua hàng chính hãng, giá cả ưu đãi nhé!