Zależność temperatury wrzenia i topnienia od ciśnienia

Zależność temperatury wrzenia i topnienia od ciśnienia.

W ciśnieniu 1000hPa temperatura wrzenia wynosi 100 C, a temperatura topnienia 0 C.
Jeśli nad powierzchnią wody ciśnienie jest mniejsze od atmosferycznego, wrze ona w temperaturze niższej niż 100 C. Temperatura topnienia zależy od ciśnienia.
Im wyższe ciśnienie, tym niższa temperatura topnienia.
Zależność pomiędzy temperaturą wrzenia a ciśnieniem wyznacza się doświadczalnie.
Nie ma ona charakteru zależności wprost proporcjonalnej.
Poniżej zostało podanych kilka wartości temperatury wrzenia wody przy ciśnieniach innych niż normalne:
temperatura wrzenia
[ C] ciśnienie
[hPa]
20
50
80
90
99
110 23,39
123,4
473,4
701,2
977,6
1432,4

Podobnie zachowują się wszystkie ciecze. Zmniejszenie ciśnienia zewnętrznego wybitnie obniża temperaturę wrzenia. Jak z tabelki wynika, możemy doprowadzić do wrzenia ciecz, zmniejszając ciśnienie zewnętrznego powietrza. Przy odpowiednim zmniejszeniu ciśnienia, ciecz zaczyna wrzeć. Wrzenie pod zmniejszonym ciśnieniem cieczy, a w szczególności skroplonych gazów jest potężnym środkiem otrzymania bardzo niskich temperatur.

Dla ciała powiększającego swoją objętość podczas krzepnięcia:
Zamrożenie wody połączone jest z powiększeniem objętości, zatem wielkie ciśnienie zewnętrzne będzie przeszkadzać krzepnięciu. Pod ciśnieniem większym od atmosferycznego lód topi się lub woda zamarza w temperaturze niższej od 0 C, obniżenie wynosi 0,007 stopnia przy wzroście ciśnienia o jedną atmosferę. Za pomocą wielkich ciśnień udało się stopić lód w temperaturze -22 C (pod ciśnieniem 2200 atmosfer).

Ciała, które zmniejszają swoją objętość podczas krzepnięcia:
Temperatura topienia ciał zmniejszających swoją objętość przy krzepnięciu wzrasta ze wzrostem ciśnienia tak np. temperatura topnienia parafiny podwyższa się o 0,036 stopnia, przy wzroście ciśnienia o jedną atmosferę.

Zależność temperatury wrzenia i topnienia od ciśnienia odgrywa ważną rolę w wielu zjawiskach przyrody.
Na przykład jest jedną z przyczyn osuwania się lawin.
Gruba warstwa śniegu leżąca na stoku góry wywiera nacisk na tę część śniegu, która przylega do ziemi.
Powoduje to, że ta spodnia warstwa się topi.
W wyniku tego procesu warstwa śniegu lub lodu osuwa się po zboczu.