기압의 낮고 높음에 따라 물이 끓는 온도가 다른 이유가 무엇인가요?

Question

산과 같은 기압이 낮은 곳에서는 물이 빨리 끓는다고 하는데요기압의 낮고 높음에 따라 물이 끓는 온도나 속도가 달라지는 이유가 무엇인가요

하얀도화지113 · Accepted Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.물이 끓는 온도는 주어진 압력에서 수증기 압력이 물의 압력과 같아지는 지점에서 발생합니다. 따라서, 기압이 낮을수록 수증기 압력이 낮아지기 때문에 물이 끓는 온도가 낮아지게 됩니다. 반대로, 기압이 높을수록 수증기 압력이 높아지기 때문에 물이 끓는 온도가 높아지게 됩니다.고도가 높을수록 기압이 낮아지기 때문에 고도가 높을수록 물이 끓는 온도가 낮아집니다. 이는 대기가 상대적으로 얇아지기 때문에 수증기 압력이 낮아지기 때문입니다.

국밥부장관 · Answer

안녕하세요. 안윤진 과학전문가입니다.우선, 물의 끓는점이란 액체가 열 에너지를 흡수하여 기체로 변할 때의 온도를 일컫습니다.참고로 순물질의 끓는점은 항상 일정하고, 물질에 따라 고유의 특성을 가지는 물성치입니다.다만, 가열하는 불의 세기나 물질의 양에 따라 끓는점에 도달하는 시간은 달라지게 됩니다.이를 좀 더 쉽게 풀어 끓는점에 도달하는 과정을 살펴보면[과정1] 물(액체)의 온도가 높아지면서 증기압이 점검 증가하게 됩니다.[과정2] 온도가 점점 더 올라가 물의 증기압이 외부압력(대기압)과 같아지는 구간에 도달하면 액체 내부에서는 기화(기체)가 발생하게 됩니다.이러한 기화현상이 일어나는 것을 '끓음'이라 부르며, 이 온도를 '끓는점'이라 하는 것입니다.이를 정리하면 끓는점은 액체의 증기압이 외부의 압력과 같아지는 온도를 의미하는데요.평상시 물의 (기준)끓는점이라 알고 있는 100℃는 1기압일 때의 온도를 말하는 것입니다.이를 토대로 '외부압력(대기압)이 낮을수록 끓는점은 낮아지고,반대로 외부압력(대기압)이 높을수록 끓는점이 높아진다.'라고 할 수 있겠네요.다만, 외부압력만 변경되는 조건 하에 끓는점까지 도달하는 시간이 달라지는 주요 변수는 끓는 온도의 변화라 할 수 있습니다.감사합니다.

멋쟁이야나는 · Answer

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.기압이 낮아질수록, 즉 해수면보다 높은 고도에 위치할수록 대기의 압력이 낮아집니다. 대기압이 낮아지면 물 분자들이 더 쉽게 수증기로 전환될 수 있습니다. 따라서 물의 끓는 온도는 낮은 기압에서는 더 낮아집니다. 예를 들어, 고산지대에서 물이 끓는 온도는 해수면보다 낮을 수 있습니다.반대로, 기압이 높아질수록 물 분자들은 압력이 높은 상태에서 수증기로 전환하기 어렵습니다. 따라서 물의 끓는 온도는 높은 기압에서는 더 높아집니다. 예를 들어, 해저에서 물이 끓는 온도는 해수면보다 높을 수 있습니다.

되알진개미새214 · Answer

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.높은 산에 올라가면 대기압이 낮아집니다. 물 분자가 액체 상태에서 기체가 되려면 추가로 가해줘야 하는  열에너지가 줄어듭니다.따라서 물은 더 낮은 온도에서 끓기 시작합니다. 예를 들자면 해발 고도가 높은 지역에서는 물이 100도씨보다 낮은 온도에서 끓을 수 있습니다.

화학

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기압의 낮고 높음에 따라 물이 끓는 온도가 다른 이유가 무엇인가요?