Zašto voda brže ključa u planinama? Na kojoj temperaturi voda ključa? Tačka ključanja u odnosu na pritisak Tačka ključanja vode je

Kipuću vodu prate promjene karakteristika njenog faznog stanja i stjecanje parne konzistencije kada se postignu određeni temperaturni indikatori.

Da bi voda proključala i doprinijela oslobađanju pare potrebna je temperatura od 100 stepeni Celzijusa. Danas ćemo se pokušati pozabaviti pitanjem kako razumjeti da je voda proključala.

Još od djetinjstva svi smo slušali savjete roditelja o tome šta se samo može konzumirati prokuvane vode. Danas se mogu sresti i pristalice i protivnici ovakvih preporuka.

S jedne strane, prokuhavanje vode je zapravo neophodan i koristan postupak, jer ga prate sljedeći pozitivni aspekti:

• Postizanje temperature vode od 100 stepeni i više je praćeno smrću mnogih patogena, pa se ključanje može nazvati svojevrsnim pročišćavanjem tečnosti. Za efektivna borba Kod bakterija stručnjaci preporučuju prokuhavanje vode najmanje 10 minuta.
• Pri ključanju vode eliminiraju se i razne nečistoće koje mogu predstavljati određenu opasnost po zdravlje ljudi. Znak oslobađanja od nečistoća je stvaranje kamenca, koje često vidimo na zidovima kotlova i lonaca. Ali imajte na umu da kada kuvate čaj samo sa prokuvanom vodom, postoji velika verovatnoća redovnog punjenja tela kristalizovanim naslagama, što je ispunjeno razvojem urolitijaza u budućnosti.

Šteta kipuće vode može biti posljedica nepoštivanja navedenih preporuka u pogledu vremena ključanja.

Ako ste tečnost doveli na 100 stepeni i istovremeno je odmah sklonili sa vatre, nema sumnje da preovlađujući broj mikroorganizama nije štetno pogođen. Da biste to izbjegli, obavezno kuhajte vodu 10 do 15 minuta.

Još jedan negativnu stranu kipuća voda dolazi do gubitka kisika, koji je vitalni element za svaki živi organizam.

Zahvaljujući velikim molekulama kiseonika, distribucija korisnih elemenata je obezbeđena cirkulatorni sistem. Naravno, nedostatak kiseonika nije štetan za zdravlje, ali ne predstavlja nikakvu korist.

Postoji nekoliko metoda za dovođenje vode do ključanja. Razlikuju se prije svega po tome koji pud koristite za kuhanje tečnosti. Čajnici se najčešće koriste za pripremu čaja ili kafe, ali se lonci najčešće koriste u kuvanju.

Dakle, prvo morate napuniti čajnik hladnom vodom iz slavine i stavite posudu na vatru. Kako se zagrijava, jasno će se čuti pucketanje, koje će zamijeniti sve jače šištanje.

Sljedeća faza je slabljenje šištanja, koje zamjenjuje slaba buka, čiju pojavu prati oslobađanje pare. Ovi znakovi će ukazivati ​​na to da je voda u kotliću proključala. Ostaje samo pričekati oko 10 minuta i ukloniti kotlić s vatre.

Mnogo je lakše odrediti ključanje vode u otvorenim posudama. Napunite posudu potrebnom količinom hladne vode i stavite posudu na vatru. Prvi znakovi da će voda uskoro proključati bit će pojava malih mjehurića koji se formiraju na dnu posude i dižu se do vrha.

Sljedeći korak je povećanje veličine i broja mjehurića, što je praćeno stvaranjem pare iznad površine posude. Ako voda počne da ključa, tada je tečnost dostigla temperaturu potrebnu za ključanje.

Sljedeće činjenice će vam biti od velike koristi:

• Ako želite da voda proključa što je prije moguće pomoću lonca, obavezno pokrijte posudu poklopcem kako biste zadržali toplinu. Također morate imati na umu da u velikim posudama voda duže ključa, što je povezano s utroškom više vremena za zagrijavanje takve posude.
• Koristite samo hladnu vodu iz slavine. Činjenica je da vruća voda može sadržavati nečistoće olova koje se nalaze u vodovodnom sistemu. Prema mnogim stručnjacima, takva voda nije pogodna za konzumaciju i upotrebu u kuvanju, čak ni nakon prokuvanja.
• Nikada nemojte puniti posude do vrha, jer će voda izliti iz lonca dok proključa.
• Kako se visina povećava, temperatura ključanja se smanjuje. U takvom slučaju može biti potrebno velika količina vrijeme ključanja kako bi se osigurala smrt svih patogena. Ovu činjenicu treba uzeti u obzir kada idete na planinarenje.

Također, treba poduzeti sve mjere opreza pri kontaktu ne samo sa toplom vodom, posudom, već i sa parom koja se stvara, koja može izazvati ozbiljne opekotine.

Nazad naprijed

Pažnja! Pregled slajda je samo u informativne svrhe i možda neće predstavljati puni obim prezentacije. Ako si zainteresovan ovo djelo preuzmite punu verziju.

Tokom nastave

1. Faze ključanja vode.

Vrenje je prelazak tečnosti u paru, koji nastaje stvaranjem parnih mehurića ili parnih šupljina u zapremini tečnosti. Mjehurići rastu zbog isparavanja tekućine u njima, plutaju i nalaze se u mjehurićima zasićena para prelazi u parnu fazu iznad tečnosti.

Vrenje počinje kada, kada se tečnost zagreje, pritisak zasićene pare iznad njene površine postane jednak spoljašnjem pritisku. Temperatura na kojoj tečnost ključa pod konstantnim pritiskom naziva se tačka ključanja (Tboil). Za svaku tečnost, tačka ključanja ima svoju vrijednost i ne mijenja se u stacionarnom procesu ključanja.

Strogo govoreći, Tboil odgovara temperaturi zasićene pare (temperatura zasićenja) iznad ravne površine kipuće tekućine, budući da je sama tekućina uvijek nešto pregrijana u odnosu na Tboil. Pri stacionarnom ključanju temperatura ključale tečnosti se ne menja. Sa povećanjem pritiska, Tboil se povećava

1.1 Klasifikacija procesa ključanja.

Vrenje se klasifikuje prema sledeće znakove:

balon i film.

Ključanje, u kojem se para formira u obliku mjehurića koji se periodično nukleiraju i rastu, naziva se nukleatno ključanje. Sa sporim ključanjem jezgara u tekućini (tačnije, na zidovima ili na dnu posude) pojavljuju se mjehurići ispunjeni parom.

Kada se toplinski tok poveća do određene kritične vrijednosti, pojedinačni mjehurići se spajaju, formirajući kontinuirani sloj pare u blizini stijenke posude, povremeno se probijajući u volumen tekućine. Ovaj način rada naziva se filmski način rada.

Ako temperatura dna posude značajno premašuje tačku ključanja tečnosti, tada brzina formiranja mjehurića na dnu postaje toliko visoka da se spajaju, formirajući neprekidni sloj pare između dna posude i tekućine. sama. U ovom režimu filmskog ključanja, toplinski tok od grijača do tekućine naglo opada (film pare provodi toplinu lošije od konvekcije u tekućini), i kao rezultat toga, brzina ključanja se smanjuje. Način filmskog ključanja može se promatrati na primjeru kapi vode na vrućoj peći.

po vrsti konvekcije na površini razmjene topline? sa slobodnom i prisilnom konvekcijom;

Kada se zagrije, voda se ponaša nepomično, a toplina se prenosi s donjih slojeva na gornje kroz toplinsku provodljivost. Kako se zagrijava, međutim, priroda prijenosa topline se mijenja, jer započinje proces koji se obično naziva konvekcija. Kako se voda zagrijava blizu dna, ona se širi. Prema tome, specifična težina zagrijane donje vode ispada manjom od težine jednake količine vode u površinskim slojevima. To uzrokuje da cijeli sistem vode unutar posude postane nestabilan, što se kompenzira činjenicom da topla voda počinje da pliva na površinu, a hladnija voda tone na njeno mjesto. Ovo je slobodna konvekcija. Kod prisilne konvekcije dolazi do prijenosa topline miješanjem tekućine, a kretanje u vodi se stvara iza umjetne rashladne tekućine-mješalice, pumpe, ventilatora i slično.

u odnosu na temperaturu zasićenja? bez pothlađenja i ključanja sa pothlađivanjem. Prilikom ključanja uz pothlađivanje, mjehurići zraka rastu na dnu posude, odvajaju se i kolabiraju. Ako nema podhlađenja, tada se mjehurići odvajaju, rastu i isplivaju na površinu tekućine. orijentacijom kipuće površine u prostoru? na horizontalnim nagnutim i okomitim površinama;

Neki slojevi fluida koji su neposredno uz topliju površinu izmjenjivača topline se zagrijavaju više i uzdižu se kao lakši slojevi uz zid duž vertikalne površine. Tako se odvija kontinuirano kretanje medija duž vruće površine, čija brzina određuje intenzitet razmjene topline između površine i mase praktično nepokretnog medija.

priroda čira? razvijeno i nerazvijeno, nestabilno vrenje;

Sa povećanjem gustine toplotnog toka, povećava se koeficijent isparavanja. Vrenje prelazi u razvijeni mehur. Povećanje frekvencije odvajanja uzrokuje da mehurići sustižu jedan drugog i spajaju se. Sa povećanjem temperature grijaće površine, broj centara isparavanja naglo se povećava, sve veći broj odvojenih mjehurića isplivava u tekućinu, što uzrokuje njeno intenzivno miješanje. Takvo vrenje ima razvijen karakter.

1.2 Razdvajanje procesa ključanja po fazama.

Prokuhavanje vode je složen proces koji se sastoji od četiri jasno prepoznatljive faze.

Prva faza počinje skakanjem malih mjehurića zraka sa dna kotla, kao i pojavom grupa mjehurića na površini vode u blizini zidova kotla.

Drugu fazu karakterizira povećanje volumena mjehurića. Zatim se postepeno povećava broj mjehurića koji nastaju u vodi i jure na površinu. U prvoj fazi ključanja čujemo tanak, jedva prepoznatljiv solo zvuk.

Treću fazu ključanja karakteriše masivno brzo podizanje mjehurića, koji najprije uzrokuju lagano zamućenje, a potom čak i „bijeljenje“ vode, nalik na vodu izvora koja brzo teče. To je takozvano ključanje “bijelog ključa”. Izuzetno je kratkog vijeka. Zvuk postaje poput buke malog roja pčela.

Četvrto je intenzivno ključanje vode, pojava velikih mjehurića koji pucaju na površini, a zatim i prskanja. Prskanje će značiti da je voda previše proključala. Zvukovi su oštro pojačani, ali je njihova ujednačenost poremećena, imaju tendenciju da idu jedan ispred drugog, rastući haotično.

2. Sa kineske čajne ceremonije.

Na istoku postoji poseban odnos prema ispijanju čaja. U Kini i Japanu, ceremonija čaja je bila dio susreta filozofa i umjetnika. Tokom tradicionalnog orijentalnog ispijanja čaja, držani su mudri govori, razmatrana su umjetnička djela. Čajna ceremonija je posebno osmišljena za svaki susret, birani su buketi cvijeća. Korišteni specijalni pribor za pripremu čaja. poseban tretman bio do vode, koja je bila odvedena da skuva čaj. Važno je pravilno prokuhati vodu, obraćajući pažnju na „cikluse vatre“ koji se percipiraju i reprodukuju u kipućoj vodi. Vodu ne treba dovoditi do brzog ključanja, jer se zbog toga gubi energija vode koja, sjedinjujući se sa energijom lista čaja, proizvodi u nama željeno stanje čaja.

Postoje četiri faze izgled kipuće vode, koji se respektivno nazivaju "riblje oko”, "rakovo oko", "biserne niti" i "proleće koje žubori". Ova četiri stupnja odgovaraju četiri karakteristike zvučne pratnje kipuće vode: tiha buka, srednja buka, buka i jaka buka, koja u različitih izvora ponekad se daju i različiti poetski nazivi.

Osim toga, prate se i faze stvaranja pare. Na primjer, lagana izmaglica, magla, gusta magla. Magla i gusta magla ukazuju na prezrelu kipuću vodu, koja više nije prikladna za kuvanje čaja. Vjeruje se da je energija vatre u njoj već toliko jaka da je potisnula energiju vode, a kao rezultat toga, voda neće moći pravilno kontaktirati list čaja i dati odgovarajuću kvalitetu energije osoba koja pije čaj.

Kao rezultat pravilnog kuvanja dobijamo ukusan čaj, koji se može nekoliko puta skuvati vodom koja nije zagrejana na 100 stepeni, uživajući suptilne nijanse okus nakon svakog novog napitka.

U Rusiji su se počeli pojavljivati ​​klubovi čaja koji usađuju kulturu ispijanja čaja na Istoku. U ceremoniji čaja koja se zove Lu Yu, ili ključanje vode na otvorenoj vatri, mogu se posmatrati sve faze ključanja vode. Takvi eksperimenti s procesom kipuće vode mogu se provesti kod kuće. Predlažem nekoliko eksperimenata:

- promjene temperature na dnu posude i na površini tekućine;
promijeniti temperaturna zavisnost faze ključanja vode;
- promjena volumena kipuće vode tokom vremena;
- distribucija zavisnosti temperature od udaljenosti do površine tečnosti.

3. Eksperimenti za posmatranje procesa ključanja.

3.1. Ispitivanje temperaturne zavisnosti faza ključanja vode.

Temperatura je mjerena u sve četiri faze ključanja tekućine. Dobijeni su sljedeći rezultati:

– prvo faza ključanja vode (RIBLJE OKO) trajala je od 1. do 4. minute. Mjehurići na dnu pojavili su se na temperaturi od 55 stepeni (slika 1).

Fotografija1.

– sekunda faza ključanja vode (RAKOVO OKO) trajala je od 5. do 7. minuta na temperaturi od oko 77 stepeni. Mali mjehurići na dnu povećali su se u volumenu, nalik na oči raka. (fotografija 2).

Slika 2.

– treći faza ključanja vode (BISERNE NITI) trajala je od 8. do 10. minuta. Puno malih mjehurića formiralo je BISERNE NICE, koje su se dizale na površinu vode, a da do nje nisu stigle. Proces je započeo na temperaturi od 83 stepena (slika 3).

Slika 3.

– četvrto faza ključanja vode (Bubbling SOURCE) je trajala od 10. do 12. minuta. Mjehurići su rasli, dizali se na površinu vode i pucali, stvarajući kipuću vode. Proces se odvijao na temperaturi od 98 stepeni (slika 4). Slika 4.

Slika 4.

3.2. Proučavanje promjene volumena kipuće vode tokom vremena.

Vremenom se mijenja zapremina kipuće vode. Početna zapremina vode u posudi bila je 1 litar. Nakon 32 minuta, volumen je prepolovljen. To se jasno vidi na fotografiji 5, označenoj crvenim tačkama.

Slika 5.

Slika 6.

U narednih 13 minuta ključanja vode, njen volumen se smanjio za jednu trećinu, a ova linija je također označena crvenim tačkama (slika 6).

Na osnovu rezultata merenja dobijena je zavisnost promene zapremine kipuće vode tokom vremena.

Fig.1. Grafikon promjene zapremine kipuće vode tokom vremena

Zaključak: Promjena zapremine je obrnuto proporcionalna vremenu ključanja tečnosti (slika 1) sve dok ne prestane prvobitni volumen1 / 25 dio. U posljednjoj fazi, smanjenje volumena se usporilo. Režim ključanja filma ovdje igra ulogu. Ako temperatura dna posude značajno premašuje tačku ključanja tečnosti, tada brzina formiranja mjehurića na dnu postaje toliko visoka da se spajaju, formirajući neprekidni sloj pare između dna posude i tekućine. sama. U ovom načinu rada, brzina ključanja tekućine se smanjuje.

3.3. Istraživanje distribucije ovisnosti temperature o udaljenosti do površine tekućine.

U vreloj tečnosti se uspostavlja određena raspodela temperature (slika 2), a tečnost se primetno pregreva u blizini grejne površine. Veličina pregrijavanja zavisi od brojnih fizičko-hemijskih svojstava i same tečnosti, kao i graničnih čvrstih površina. Temeljito pročišćene tekućine, bez otopljenih plinova (vazduh), mogu se pregrijati za desetine stepeni uz posebne mjere opreza.

Rice. 2. Grafikon zavisnosti promjene temperature vode na površini od udaljenosti do površine grijanja.

Prema rezultatima mjerenja moguće je dobiti graf ovisnosti promjene temperature vode od udaljenosti do grijaće površine.

Zaključak: s povećanjem dubine tekućine, temperatura je niža, a na malim udaljenostima od površine do 1 cm, temperatura naglo opada, a zatim se gotovo ne mijenja.

3.4 Proučavanje promjena temperature na dnu posude i blizu površine tekućine.

Urađeno je 12 mjerenja. Voda se zagrijavala od temperature od 7 stepeni do ključanja. Mjerenja temperature vršena su svake minute. Na osnovu rezultata mjerenja dobijena su dva grafikona promjena temperature na površini vode i na dnu.

Slika 3. Tabela i grafikon na osnovu rezultata posmatranja. (Fotografija autora)

Zaključci: promjena temperature vode na dnu posude i na površini je različita. Na površini se temperatura mijenja striktno prema linearnom zakonu i doseže tačku ključanja tri minute kasnije nego na dnu. To je zbog činjenice da na površini tekućina dolazi u kontakt sa zrakom i odustaje dio svoje energije, pa se zagrijava drugačije nego na dnu posude.

Zaključci na osnovu rezultata rada.

Utvrđeno je da voda, kada se zagrije do tačke ključanja, prolazi kroz tri faze, u zavisnosti od razmjene toplote unutar tečnosti sa stvaranjem i rastom parnih mehurića unutar tečnosti. Pri posmatranju ponašanja vode uočene su karakteristične osobine svake faze.

Promjena temperature vode na dnu posude i na površini je različita. Na površini se temperatura mijenja striktno po linearnom zakonu i dostiže tačku ključanja tri minute kasnije nego na dnu.To je zbog činjenice da na površini tekućina dolazi u dodir sa zrakom i odustaje dio svog energije.

Eksperimentalno je također utvrđeno da je s povećanjem dubine tekućine temperatura niža, a na malim udaljenostima od površine do 1 cm temperatura naglo opada, a zatim se gotovo ne mijenja.

Proces ključanja odvija se uz apsorpciju topline. Kada se tečnost zagreje, većina energije odlazi na razbijanje veza između molekula vode. U tom slučaju, plin otopljen u vodi oslobađa se na dnu i zidovima posude, stvarajući mjehuriće zraka. Postigavši ​​određenu veličinu, mjehur se diže na površinu i ruši se uz karakteristični zvuk. Ako ima mnogo takvih mjehurića, onda voda "šišti". Mjehur zraka se diže na površinu vode i puca ako je sila uzgona veća od gravitacije. Kuvanje je kontinuiran proces, tokom ključanja temperatura vode je 100 stepeni i ne menja se u procesu ključanja vode.

Književnost

1. V.P. Isachenko, V.A. Osipova, A.S. Sukomel "Prenos toplote" M.: Energija 1969
2. Frenkel Ya.I. Kinetička teorija tekućina. L., 1975
3. Croxton K. A. Fizika tečnog stanja. M., 1987
4. P.M. Kurennov "Ruska narodna medicina".
5. Buzdin A., Sorokin V., Kipuće tečnosti. Časopis "Quantum", N6,1987

Ako se tečnost zagreje, ključaće na određenoj temperaturi. Prilikom ključanja u tečnosti se stvaraju mehurići koji se dižu do vrha i pucaju. Mjehurići sadrže zrak koji sadrži vodenu paru. Kada se mjehurići rasprsnu, para izlazi, pa tečnost brzo isparava.

Različite tvari koje su u tekućem stanju ključaju na vlastitoj karakterističnoj temperaturi. Štoviše, ova temperatura ovisi ne samo o prirodi tvari, već i o atmosferski pritisak. Dakle, voda pri normalnom atmosferskom pritisku ključa na 100°C, a u planinama, gde je pritisak niži, voda ključa na nižoj temperaturi.

Kada tečnost proključa, daljnja opskrba energijom (toplotom) joj ne povećava temperaturu, već jednostavno održava ključanje. Odnosno, energija se troši na održavanje procesa ključanja, a ne na podizanje temperature tvari. Stoga se u fizici uvodi takav koncept kao specifična toplota isparavanje(L). Jednaka je količini topline koja je potrebna da se 1 kg tekućine potpuno iskuha.

Jasno je da različite tvari imaju svoju specifičnu toplinu isparavanja. Dakle, za vodu je jednako 2,3 10 6 J/kg. Za etar, koji ključa na 35 °C, L = 0,4 10 6 J/kg. Živa koja ključa na 357 °C ima L = 0,3 10 6 J/kg.

Šta je proces ključanja? Kada se voda zagrije, ali još nije dostigla tačku ključanja, u njoj se počinju stvarati mali mjehurići. Obično se formiraju na dnu rezervoara, jer se obično zagrevaju ispod dna i tamo je temperatura viša.

Mjehurići su lakši od okolne vode i stoga počinju da se dižu do gornjih slojeva. Međutim, ovdje je temperatura čak niža nego na dnu. Stoga se para kondenzira, mjehurići postaju sve manji i teži, te opet padaju. To se dešava sve dok se sva voda ne zagrije do tačke ključanja. U tom trenutku se čuje buka koja prethodi ključanju.

Kada se dostigne tačka ključanja, mjehurići više ne tonu, već isplivaju na površinu i pucaju. Iz njih izlazi para. U ovom trenutku se više ne čuje buka, već klokotanje tečnosti, što ukazuje da je proključala.

Dakle, tokom ključanja, kao i prilikom isparavanja, dolazi do prelaska tečnosti u paru. Međutim, za razliku od isparavanja, koje se događa samo na površini tekućine, ključanje je praćeno stvaranjem mjehurića koji sadrže paru po cijeloj zapremini. Također, za razliku od isparavanja, koje se događa na bilo kojoj temperaturi, ključanje je moguće samo na određenoj temperaturi karakterističnoj za datu tekućinu.

Zašto što je veći atmosferski pritisak, to je viša tačka ključanja tečnosti? Vazduh pritiska vodu, pa se stoga unutar vode stvara pritisak. Kada se formiraju mehurići, para se takođe pritiska u njih, i to jače od spoljašnjeg pritiska. Što je veći pritisak spolja na mehuriće, to je jači unutrašnji pritisak u njima. Stoga se formiraju na višoj temperaturi. To znači da voda ključa na višoj temperaturi.

Tačka ključanja se mora znati, jer kada se dostigne, voda se pretvara u paru, odnosno prelazi iz jednog agregatnog stanja u drugo.

Navikli smo da u kipućoj vodi možete dezinficirati posuđe, kuhati hranu, ali to nije uvijek tako. U nekim uslovima, temperatura tečnosti će biti preniska za sve ovo.

Suština procesa

Prije svega, moramo definirati pojam ključanja. Šta je to? Ovo je proces kojim se supstanca pretvara u paru. Štoviše, ovaj se proces odvija ne samo na površini, već iu cijelom volumenu tvari.

Prilikom ključanja počinju se stvarati mjehurići unutar kojih se nalazi zrak i zasićena para. Buka ključanja kotla, tiganja ukazuje na to da su mjehurići zraka počeli da se dižu, a zatim padaju i pucaju. Kada se posuda dobro zagrije sa svih strana, buka će prestati, što znači da je tekućina potpuno proključala.

Proces se odvija na određenoj temperaturi i pritisku i, sa stanovišta fizike, predstavlja fazni prijelaz prvog reda.

Bilješka! Isparavanje se može dogoditi na bilo kojoj temperaturi, dok se ključanje može dogoditi na strogo definiranoj temperaturi.

U tabelama je tačka ključanja vode ili druge tečnosti pri normalnom atmosferskom pritisku data kao jedna od glavnih fizičke karakteristike. Tačka ključanja (Tk) je zapravo jednaka temperaturi pare, koja je u zasićenom stanju tačno na granici između vode i vazduha. Sama voda se, tačnije, malo više zagrijava.

Na proces vrenja značajno utiču i:

• prisustvo nečistoća plina u vodi;
• zvučni valovi;
• jonizacija.

Postoje i drugi faktori koji uzrokuju brže ili sporije stvaranje mjehurića. Također treba napomenuti da svaka tvar ima svoj Tk. Postoji mišljenje da ako u vodu dodate sol, brže će prokuhati. To je tačno, ali vrijeme će se poprilično promijeniti. Za opipljive rezultate morat ćete dodati puno soli, što će potpuno uništiti jelo.

Razni uslovi

Pri normalnom atmosferskom pritisku (760 mm Hg, ili 101 kPa, 1 atm.), voda počinje da ključa, zagrijana na 100 ℃. Svi to znaju.

Bitan! Ako se vanjski pritisak poveća, tada će se povećati i tačka ključanja, a ako se smanji, postat će niža.

Jednačina za zavisnost tačke ključanja vode o pritisku je prilično komplikovana. Ova zavisnost nije linearna. Ponekad koriste barometrijsku formulu za proračun, praveći neke aproksimacije, i Clausius-Clapeyronovu jednačinu.

Pogodnije je koristiti tabele iz referentnih knjiga koje prikazuju eksperimentalno dobijene podatke. Prema njima, možete napraviti grafikon i, nakon ekstrapolacije, izračunati potrebnu vrijednost.

U planinama voda proključa prije nego dostigne 100 ℃. Na samom high peak svijeta Chomolungme (Everest, nadmorska visina 8848 m), tačka ključanja vode je približno 69 ℃. Ali čak i ako se spustimo malo niže, svejedno, voda neće ključati na sto stepeni, dok ne dostignemo pritisak od 101 kPa. Na Elbrusu, koji je niži od Everesta, kotlić vode ključaće na 82 ℃ - tamo je pritisak 0,5 atm.

Stoga, u planinskim uslovima kuvanje će potrajati znatno duže, a neke namirnice uopće neće prokuhati u vodi, već će se morati kuhati na drugačiji način. Ponekad se neiskusni turisti pitaju zašto se jaja toliko dugo kuhaju, ali kipuća voda ne gori. Stvar je u tome što ova kipuća voda nije dovoljno zagrijana.

U autoklavu i ekspres loncu, naprotiv, pritisak je povećan. To uzrokuje da voda ključa na višoj temperaturi. Hrana postaje toplija i brže se kuva. Stoga se ekspres lonci tako nazivaju. Zagrijavanje na visoku temperaturu je također korisno jer se tečnost dezinficira, mikrobi umiru u njoj.

Vrenje na povišenom pritisku

Povećanje pritiska će dovesti do povećanja Tc vode. Na 15 atmosfera, ključanje će početi tek na 200 stepeni, na 80 atm. - 300 stepeni. U budućnosti će porast temperature biti veoma spor. Maksimalna vrijednost teži 374,15 ℃, što odgovara 218,4 atmosfere.

Kuvanje u vakuumu

Šta će se dogoditi ako se zrak počne sve više ispuštati, težeći vakuumu? Jasno je da će se i tačka ključanja početi smanjivati. A kada će voda proključati?

Ako snizite pritisak na 10-15 mm Hg. Art. (za 50-70 puta), tačka ključanja će se smanjiti na 10-15 ℃. Ova voda vas može rashladiti.

Sa daljim smanjenjem pritiska, Tc će se smanjiti i može dostići temperaturu smrzavanja. U ovom slučaju, u tečnom stanju, voda jednostavno ne može postojati. Preći će direktno sa leda na gas. To će se dogoditi na oko 4,6 mm Hg. Art.

Nemoguće je postići apsolutni vakuum, ali vrlo razrijeđena atmosfera može se dobiti ako se zrak ispumpa iz posude s vodom. Kao rezultat takvog eksperimenta, možete vidjeti tačno kada tečnost proključa.

Pritisak opada ne samo kada se vazduh ispumpava. Smanjuje se u blizini brzo rotirajućeg vijka, na primjer, brodskog. U tom slučaju ključanje također počinje blizu njegove površine. Ovaj proces se naziva kavitacija. U mnogim slučajevima ova pojava je nepoželjna, ali ponekad je korisna. Dakle, kavitacija se koristi u biomedicini, industriji i pri čišćenju površina ultrazvukom.

Svi koji su studirali fiziku u školi, na pitanje na kojoj temperaturi voda ključa, bez oklijevanja će odgovoriti: „100°C“, čak i ako su mu ocjene bile ispod prosjeka. Ali zašto se onda penjači žale da na visini imaju problem sa kuvanjem i kuvanjem čaja? Razgovarajmo o tome detaljnije.

Vrenje je fizički proces pretvaranja tečnosti u paru. Tačka ključanja tečnosti direktno zavisi od njenog sastava i atmosferskog pritiska. Dakle, što se više penjemo na planine, to je pritisak manji, a vodi je potrebna niža temperatura da proključa.

Na 0 nadmorskoj visini, tačka ključanja vode je zapravo 100 °C. Ali sa svakim usponom od 500 metara, tačka ključanja vode smanjuje se za 2-3 °C. Na visini od 1000 m voda će ključati na temperaturi od 96,7 °C. Na 2000 m potrebno je samo 93,3 °C da proključa.

Na Elbrusu, najvišem vrhu Evrope (5642 m), gdje krajem ljeta temperatura dostiže -7°C, voda će ključati na 80,8°C.

Na vrhu Kavkaskog Kazbeka (5033 m) potrebno je 83 °C da voda proključa.

Na Himalajima, gdje visina planina dostiže skoro 9 hiljada metara nadmorske visine, vodi će biti potrebna još niža temperatura da proključa. Na samom visoka planina Himalaji - Annapurna - voda će ključati na oko 70,7°C.

U planinama Kazahstana, tačka ključanja vode je drugačija:

• Na najvišoj planini Kazahstana, Khan-Tengri (7010 m) - 75,5 ° C.
• Na vrhu Talgar (4979) - 83,3 °S.
• U Aktau (4690) - 84,3 °C.
• Na Belukhi (4506) - 84,9 ° S.

Kako pritisak raste, povećava se i tačka ključanja vode. Dakle, u posebnom jelu koje pruža visokog pritiska pri kuvanju, na primjer u ekspres loncu, hrana se kuha mnogo brže.

Nije slučajno što stanovnici visoravni su jedan od najvećih kupaca ekspres lonca za domaćinstvo. I za ljubavnike planinarenje proizvoditi posebna jela koja pružaju visoke temperature ključala voda.

Kao što znate, kada ključanje vode prolazi kroz nekoliko faza:

• stvaranje mjehurića zraka kada temperatura poraste;
• povećanje mjehurića i njihov izlazak na površinu;
• zamućenje površine zbog nakupljenih mjehurića na njoj;
• bubrenje vode zbog pucanja mjehurića i stvaranja pare.

Treba napomenuti da je tačka ključanja slane vode viša od one slatke vode, jer im joni soli između molekula vode daju veću snagu. Kao rezultat toga, da bi se prekinula veza i formirala para, potrebna je viša temperatura. Na primjer, 40 g soli će povećati tačku ključanja litre vode za skoro 1 °C.

Kada odgovarate na pitanje na kojoj temperaturi voda ključa, ne zaboravite da mnogo zavisi od atmosferskog pritiska i sastava vode.