Kalkulator Titik Didih Ketinggian | Suhu Air pada Ketinggian

Versi singkat

Air mendidih ketika dorongan kecil dari uap airnya sendiri akhirnya menyamai berat udara yang menekan. Semakin tinggi Anda naik, semakin sedikit udara di atas, jadi dorongan itu menang lebih cepat—dan air mendidih pada suhu yang lebih rendah. Di permukaan laut mendidih pada 100 °C (212 °F); di Denver (~1.600 m) pada sekitar 95 °C (203 °F); di puncak Everest pada kira-kira 68 °C (154 °F).

Masukkan ketinggian Anda di atas dan kalkulator mengembalikan titik didih yang tepat dalam Celsius dan Fahrenheit, plus tekanan udara lokal. Itu penting setiap kali "cukup rebus" tidak spesifik: memasak, keamanan pangan, pembuatan bir, dan pekerjaan lab semuanya tergantung pada suhu air mendidih sebenarnya.

Titik didih menurut ketinggian

Cara perhitungan bekerja

Mendidih adalah cerita tekanan, jadi alat ini mengambil dua langkah: ketinggian → tekanan, kemudian tekanan → suhu.

Langkah 1 — ketinggian ke tekanan. Udara menipis secara dapat diprediksi dengan ketinggian. Model barometrik Standar Atmosfer Internasional (berlaku melalui troposfer, 0–11 km) memberikan tekanan lokal dari ketinggian:

$P_{\text{inHg}} = 29.921 \left(1 - 6.8753\times10^{-6}\, h_{\text{ft}}\right)^{5.2559}$

dimana $h_{\text{ft}}$ adalah ketinggian dalam kaki (meter × 3.28084).

Langkah 2 — tekanan ke titik didih. Air mendidih ketika tekanan uapnya sama dengan tekanan sekitarnya. Kurva tekanan uap itu dijelaskan dari prinsip pertama oleh relasi Clausius–Clapeyron, dan kecocokan empiris yang mapan mengubah tekanan langsung ke suhu:

$T_{\text{°F}} = 49.161 \ln(P_{\text{inHg}}) + 44.932, \qquad T_{\text{°C}} = (T_{\text{°F}} - 32)\times\tfrac{5}{9}$

Model dua langkah ini adalah yang digunakan alat referensi seperti Omni Calculator dan CSG Network. Ini melacak tabel yang dipublikasikan dengan erat dan, tidak seperti aturan praktis lama "turun 0,33 °C per 100 m", tetap jujur di ketinggian tinggi—jalan pintas linier itu melebih-lebihkan titik didih Everest sebesar hampir 3 °C.

Pandangan prinsip pertama

Clausius–Clapeyron menghubungkan tekanan saturasi $P$ dengan suhu $T$ melalui entalpi vaporesisasi $\Delta H_{\text{vap}}$:

$\ln\!\frac{P_2}{P_1} = -\frac{\Delta H_{\text{vap}}}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right)$

Puncak itu pada titik didih normal ($P_1 = 101.325$ kPa, $T_1 = 373.15$ K), colokkan tekanan lingkungan $P_2$, dan selesaikan untuk $T_2$. Menggunakan $\Delta H_{\text{vap}} \approx 40.66$ kJ/mol dan $R = 8.314$ J/(mol·K) menghasilkan kurva yang sama hingga dalam sebagian kecil derajat; kecocokan empiris di atas hanya bentuk tertutup yang lebih cepat.

Akurasi dan batas

• Jangkauan sehari-hari (di bawah ~11 km): akurat hingga sekitar ±1 °C—lebih halus daripada sebagian besar termometer dapur atau lapangan.
• Di atas 11 km: Anda meninggalkan model atmosfer standar; kalkulator menandai hasil sebagai ekstrapolasi.
• Cuaca: tinggi kuat atau rendah dapat mengubah tekanan lokal beberapa persen, menggerakkan titik didih hingga ~1 °C. Untuk pekerjaan kritis, ukur tekanan barometrik aktual.
• Zat terlarut: garam atau gula meningkatkan titik didih sedikit (elevasi titik didih); garam berat hanya menambah ~1 °C. Kelembaban dapat diabaikan.

Mengapa hal ini penting

• Memasak: pada 2.000 m air hanya ~93 °C, jadi pasta, beras, dan telur membutuhkan waktu lebih lama—"mendidih" terlihat sama tetapi lebih dingin. Panci bertekanan menutup uap untuk mendorong titik didih kembali ke atas ~121 °C.
• Keamanan pangan & air: mendidih masih mendisinfeksi, tetapi CDC menyarankan perebusan penuh 3 menit di atas ~2.000 m alih-alih 1 menit, karena suhu lebih rendah membunuh patogen lebih lambat.
• Lab & industri: autoklaf, distilasi, dan langkah "refluks/mendidih" apa pun yang dikalibrasi di permukaan laut berperilaku berbeda pada ketinggian dan mungkin perlu dikalibrasi ulang.

Contoh kode

Setiap potongan mengambil ketinggian dalam meter dan mengembalikan titik didih dalam °C menggunakan model dua langkah yang sama.

1' Boiling point of water (°C) from altitude in metres
2=49.161*LN(29.921*(1-0.0000068753*(A1*3.28084))^5.2559)+44.932  ' result in °F
3=((49.161*LN(29.921*(1-0.0000068753*(A1*3.28084))^5.2559)+44.932)-32)*5/9  ' result in °C
4

1import math
2
3def boiling_point_c(altitude_m: float) -> float:
4    ft = altitude_m * 3.28084
5    p_inhg = 29.921 * (1 - 6.8753e-6 * ft) ** 5.2559
6    t_f = 49.161 * math.log(p_inhg) + 44.932
7    return round((t_f - 32) * 5 / 9, 2)
8
9print(boiling_point_c(1500))  # 95.06
10

1function boilingPointC(altitudeM) {
2  const ft = altitudeM * 3.28084;
3  const pInHg = 29.921 * Math.pow(1 - 6.8753e-6 * ft, 5.2559);
4  const tF = 49.161 * Math.log(pInHg) + 44.932;
5  return Math.round(((tF - 32) * 5) / 9 * 100) / 100;
6}
7
8console.log(boilingPointC(1500)); // 95.06
9

1public class BoilingPoint {
2    public static double boilingPointC(double altitudeM) {
3        double ft = altitudeM * 3.28084;
4        double pInHg = 29.921 * Math.pow(1 - 6.8753e-6 * ft, 5.2559);
5        double tF = 49.161 * Math.log(pInHg) + 44.932;
6        return Math.round((tF - 32) * 5 / 9 * 100.0) / 100.0;
7    }
8
9    public static void main(String[] args) {
10        System.out.println(boilingPointC(1500)); // 95.06
11    }
12}
13

1using System;
2
3class BoilingPoint {
4    static double BoilingPointC(double altitudeM) {
5        double ft = altitudeM * 3.28084;
6        double pInHg = 29.921 * Math.Pow(1 - 6.8753e-6 * ft, 5.2559);
7        double tF = 49.161 * Math.Log(pInHg) + 44.932;
8        return Math.Round((tF - 32) * 5 / 9, 2);
9    }
10
11    static void Main() => Console.WriteLine(BoilingPointC(1500)); // 95.06
12}
13

1#include <cmath>
2#include <iostream>
3
4double boilingPointC(double altitudeM) {
5    double ft = altitudeM * 3.28084;
6    double pInHg = 29.921 * std::pow(1 - 6.8753e-6 * ft, 5.2559);
7    double tF = 49.161 * std::log(pInHg) + 44.932;
8    return std::round((tF - 32) * 5.0 / 9.0 * 100) / 100;
9}
10
11int main() {
12    std::cout << boilingPointC(1500) << "\n"; // 95.06
13}
14

1package main
2
3import (
4    "fmt"
5    "math"
6)
7
8func boilingPointC(altitudeM float64) float64 {
9    ft := altitudeM * 3.28084
10    pInHg := 29.921 * math.Pow(1-6.8753e-6*ft, 5.2559)
11    tF := 49.161*math.Log(pInHg) + 44.932
12    return math.Round((tF-32)*5/9*100) / 100
13}
14
15func main() { fmt.Println(boilingPointC(1500)) } // 95.06
16

1fn boiling_point_c(altitude_m: f64) -> f64 {
2    let ft = altitude_m * 3.28084;
3    let p_inhg = 29.921 * (1.0 - 6.8753e-6 * ft).powf(5.2559);
4    let t_f = 49.161 * p_inhg.ln() + 44.932;
5    ((t_f - 32.0) * 5.0 / 9.0 * 100.0).round() / 100.0
6}
7
8fn main() {
9    println!("{}", boiling_point_c(1500.0)); // 95.06
10}
11

1<?php
2function boiling_point_c(float $altitudeM): float {
3    $ft = $altitudeM * 3.28084;
4    $pInHg = 29.921 * pow(1 - 6.8753e-6 * $ft, 5.2559);
5    $tF = 49.161 * log($pInHg) + 44.932;
6    return round(($tF - 32) * 5 / 9, 2);
7}
8
9echo boiling_point_c(1500); // 95.06
10

1def boiling_point_c(altitude_m)
2  ft = altitude_m * 3.28084
3  p_inhg = 29.921 * (1 - 6.8753e-6 * ft)**5.2559
4  t_f = 49.161 * Math.log(p_inhg) + 44.932
5  ((t_f - 32) * 5 / 9.0).round(2)
6end
7
8puts boiling_point_c(1500) # 95.06
9

1boiling_point_c <- function(altitude_m) {
2  ft <- altitude_m * 3.28084
3  p_inhg <- 29.921 * (1 - 6.8753e-6 * ft)^5.2559
4  t_f <- 49.161 * log(p_inhg) + 44.932
5  round((t_f - 32) * 5 / 9, 2)
6}
7
8boiling_point_c(1500)  # 95.06
9

Tanya Jawab

Mengapa air mendidih lebih dingin di ketinggian?

Mendidih terjadi ketika tekanan uap air sama dengan tekanan udara sekitarnya. Lebih tinggi ada lebih sedikit udara di atas, jadi tekanan lebih rendah, jadi air mencapai keseimbangan itu pada suhu lebih rendah.

Berapa banyak yang turun per 1.000 kaki?

Kira-kira 1 °C (sekitar 1,8 °F) per 1.000 kaki di dekat permukaan laut. Penurunan sedikit lebih curam lebih tinggi karena tekanan jatuh lebih cepat di sana—alasan lain model berbasis fisika mengalahkan aturan linier datar.

Pada suhu berapa air mendidih di Everest?

Sekitar 68 °C (154 °F) di puncak 8.848 m. Itu sebabnya mencairkan salju dan rehidrasi makanan memakan waktu lama, dan mengapa ekspedisi lebih suka panci bertekanan di kamp tinggi.

Apakah air mendidih lebih panas di bawah permukaan laut?

Ya. Di Laut Mati (~430 m di bawah permukaan laut) tekanan lebih tinggi mendorong titik didih tepat di atas 100 °C. Masukkan ketinggian negatif untuk melihatnya.

Bisakah saya menggunakan ini untuk menyesuaikan waktu memasak?

Ya—ini memberi tahu Anda seberapa jauh "air mendidih" Anda. Sebagai aturan, tambahkan kira-kira 15–25% ke waktu memasak air mendidih di atas ~5.000 kaki, atau gunakan panci bertekanan.

Seberapa akurat?

Dalam sekitar ±1 °C hingga 11 km dalam kondisi standar. Cuaca tidak biasa atau ketinggian ekstrim memperluas itu; untuk pekerjaan kritis, ukur tekanan barometrik aktual.

Referensi

1. Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Physical Chemistry. Oxford University Press. (Relasi Clausius–Clapeyron)
2. NOAA National Weather Service — Standar Atmosfer / tekanan–ketinggian.
3. U.S. Centers for Disease Control and Prevention — Disinfeksi air saat bepergian: mendidih.
4. Lide, D. R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics — tabel tekanan uap air.
5. U.S. Department of Agriculture, Food Safety and Inspection Service — Memasak dan keamanan pangan di ketinggian tinggi.