Kokning är processen att ändra ett ämnes aggregerade tillstånd. När vi talar om vatten menar vi förändringen från vätska till ånga. Det är viktigt att notera att kokning inte är avdunstning, vilket kan ske även vid rumstemperatur. Förväxla inte heller med kokning, vilket är processen att värma vatten till en viss temperatur. Nu när vi förstår begreppen kan vi bestämma vid vilken temperatur vattnet kokar.
Process
Processen att omvandla tillståndet för aggregation från flytande till gasformig är komplex. Och även om folk inte ser det, finns det fyra steg:
- I det första steget bildas små bubblor i botten av den uppvärmda behållaren. De kan också ses på sidorna eller på vattenytan. De bildas på grund av expansionen av luftbubblor,som alltid finns i behållarens sprickor där vattnet värms upp.
- I det andra steget ökar volymen av bubblorna. Alla börjar rusa till ytan, eftersom det finns mättad ånga inuti dem, som är lättare än vatten. Med en ökning av uppvärmningstemperaturen ökar trycket på bubblorna, och de trycks till ytan på grund av den välkända Archimedes-kraften. Det karakteristiska bubblande ljudet kan höras när bubblorna ständigt expanderar och krymper.
- I det tredje steget kan ett stort antal bubblor ses på ytan. Detta skapar initi alt grumling i vattnet. Denna process kallas i folkmun för att "koka den vita nyckeln", och den varar en kort tid.
- I det fjärde steget kokar vattnet intensivt, stora sprängda bubblor dyker upp på ytan, stänk är möjligt. Oftast betyder stänk att vätskan har nått sin maximala temperatur. Ånga kommer att börja komma upp ur vattnet.
Det är känt att vatten kokar vid en temperatur på 100 grader, vilket är möjligt först i det fjärde steget.
Ångtemperatur
Ånga är ett av vattentillstånden. När den kommer in i luften utövar den, liksom andra gaser, ett visst tryck på den. Under förångningen förblir temperaturen på ånga och vatten konstant tills hela vätskan ändrar sitt aggregationstillstånd. Detta fenomen kan förklaras av att all energi vid kokning går åt till att omvandla vatten till ånga.
I början av kokningen, en fuktigmättad ånga, som efter avdunstning av all vätska blir torr. Om dess temperatur börjar överstiga vattnets temperatur, överhettas sådan ånga, och när det gäller dess egenskaper kommer den att vara närmare gas.
Kokande s altvatten
Det är intressant att veta vid vilken temperatur vatten med hög s alth alt kokar. Det är känt att det borde vara högre på grund av innehållet av Na+ och Cl-joner i kompositionen, som upptar ett område mellan vattenmolekyler. Denna kemiska sammansättning av vatten med s alt skiljer sig från den vanliga färska vätskan.
Faktum är att det i s altvatten sker en hydratiseringsreaktion - processen att fästa vattenmolekyler till s altjoner. Bindningen mellan sötvattenmolekyler är svagare än de som bildas under hydrering, så det tar längre tid att koka vätska med löst s alt. När temperaturen stiger rör sig molekylerna i vatten som innehåller s alt snabbare, men det finns färre av dem, varför kollisioner mellan dem inträffar mer sällan. Som ett resultat produceras mindre ånga och dess tryck är därför lägre än ånghuvudet för färskvatten. Därför krävs mer energi (temperatur) för full förångning. I genomsnitt, för att koka en liter vatten som innehåller 60 gram s alt, är det nödvändigt att höja kokpunkten för vattnet med 10 % (det vill säga med 10 C).
Broen av kokning på tryck
Det är känt att i bergen, oavsett vattens kemiska sammansättning, blir kokpunkten lägre. Detta beror på det faktum att atmosfärstrycket på höjdenNedan. Norm altrycket anses vara 101,325 kPa. Med det är vattnets kokpunkt 100 grader Celsius. Men om du klättrar på ett berg, där trycket i genomsnitt är 40 kPa, så kommer vattnet att koka där vid 75,88 C. Men det betyder inte att matlagning i bergen kommer att ta nästan halva tiden. För värmebehandling av produkter krävs en viss temperatur.
Man tror att på en höjd av 500 meter över havet kommer vattnet att koka vid 98,3 C, och på en höjd av 3000 meter kommer kokpunkten att vara 90 C.
Observera att denna lag också fungerar i motsatt riktning. Om en vätska placeras i en sluten kolv genom vilken ånga inte kan passera, då temperaturen stiger och ånga bildas, kommer trycket i denna kolv att öka, och kokning vid förhöjt tryck kommer att ske vid en högre temperatur. Till exempel, vid ett tryck på 490,3 kPa, kommer vattnets kokpunkt att vara 151 C.
Kokande destillerat vatten
Destillerat vatten är renat vatten utan några föroreningar. Det används ofta för medicinska eller tekniska ändamål. Med tanke på att det inte finns några föroreningar i sådant vatten, används det inte för matlagning. Det är intressant att notera att destillerat vatten kokar snabbare än vanligt färskvatten, men kokpunkten förblir densamma - 100 grader. Skillnaden i koktid blir dock minimal - bara en bråkdel av en sekund.
I en tekanna
Ofta undrar folkvid vilken temperatur kokar vattnet i vattenkokaren, eftersom det är dessa enheter som de använder för att koka vätskan. Med hänsyn till det faktum att atmosfärstrycket i lägenheten är lika med standarden, och vattnet som används inte innehåller s alter och andra föroreningar som inte borde vara där, kommer kokpunkten också att vara standard - 100 grader. Men om vattnet innehåller s alt blir kokpunkten, som vi redan vet, högre.
Slutsats
Nu vet du vid vilken temperatur vatten kokar och hur atmosfärstryck och vätskesammansättning påverkar denna process. Det är inget komplicerat i detta, och barn får sådan information i skolan. Det viktigaste att komma ihåg är att när trycket minskar sjunker också vätskans kokpunkt, och när den stiger ökar den också.
På Internet kan du hitta många olika tabeller som indikerar beroendet av en vätskas kokpunkt på atmosfärstrycket. De är tillgängliga för alla och används aktivt av skolbarn, studenter och till och med lärare vid institut.
