A forralás az anyag aggregált állapotának megváltoztatásának folyamata. Amikor vízről beszélünk, a folyadékból gőzzé való átalakulást értjük. Fontos megjegyezni, hogy a forralás nem párolgás, ami még szobahőmérsékleten is előfordulhat. Ezenkívül ne tévessze össze a forralással, amely a víz egy bizonyos hőmérsékletre való melegítése. Most, hogy megértjük a fogalmakat, meg tudjuk határozni, milyen hőmérsékleten forr a víz.
Feldolgozás
Az aggregált állapot folyékonyból gáz halmazállapotúvá történő átalakításának folyamata összetett. És bár az emberek nem látják, 4 szakasz van:
- Az első szakaszban kis buborékok képződnek a fűtött tartály alján. Az oldalakon vagy a víz felszínén is láthatók. A légbuborékok tágulása következtében keletkeznek,amelyek mindig a tartály repedéseiben találhatók, ahol a vizet melegítik.
- A második szakaszban a buborékok térfogata nő. Mindegyik elkezd felrohanni a felszínre, mivel bennük telített gőz van, amely könnyebb, mint a víz. A hevítési hőmérséklet emelkedésével a buborékok nyomása megnő, és a jól ismert Archimedes-erő hatására a felszínre nyomódnak. A jellegzetes buborékoló hang hallható, ahogy a buborékok folyamatosan tágulnak és zsugorodnak.
- A harmadik szakaszban nagyszámú buborék látható a felszínen. Ez kezdetben felhősödést hoz létre a vízben. Ezt a folyamatot népszerûen "a fehér kulcs felforralásának" nevezik, és rövid ideig tart.
- A negyedik szakaszban a víz intenzíven forr, nagy, szétpattanó buborékok jelennek meg a felszínen, fröccsenés lehetséges. Leggyakrabban a fröccsenés azt jelenti, hogy a folyadék elérte a maximális hőmérsékletét. Gőz kezd kijönni a vízből.
Ismert, hogy a víz 100 fokos hőmérsékleten forr, ami csak a negyedik fokozatban lehetséges.
Gőz hőmérséklet
A gőz a víz egyik halmazállapota. Amikor a levegőbe kerül, akkor más gázokhoz hasonlóan bizonyos nyomást gyakorol rá. A párologtatás során a gőz és a víz hőmérséklete állandó marad mindaddig, amíg az egész folyadék meg nem változtatja aggregációs állapotát. Ez a jelenség azzal magyarázható, hogy forraláskor minden energiát a víz gőzzé alakítására fordítanak.
A forrás legelején nedvestelített gőz, amely az összes folyadék elpárolgása után kiszárad. Ha a hőmérséklete kezd meghaladni a víz hőmérsékletét, akkor az ilyen gőz túlhevül, és jellemzőit tekintve közelebb áll a gázhoz.
Forrásban lévő sós víz
Érdekes tudni, hogy milyen hőmérsékleten forr fel a magas sótartalmú víz. Ismeretes, hogy ennek magasabbnak kell lennie a készítményben található Na+ és Cl- ionok miatt, amelyek a vízmolekulák közötti területet foglalják el. A sós víz kémiai összetétele eltér a szokásos friss folyadéktól.
Az a tény, hogy a sós vízben hidratációs reakció megy végbe – a vízmolekulák sóionokhoz való kapcsolódási folyamata. Az édesvízmolekulák közötti kötés gyengébb, mint a hidratáció során kialakulóké, ezért a folyadék felforralása az oldott sóval tovább tart. A hőmérséklet emelkedésével a sótartalmú víz molekulái gyorsabban mozognak, de kevesebb van belőlük, ezért ritkábban fordulnak elő ütközések közöttük. Ennek eredményeként kevesebb gőz keletkezik, és nyomása alacsonyabb, mint az édesvíz gőzmagassága. Ezért több energiára (hőmérsékletre) van szükség a teljes elpárologtatáshoz. Átlagosan egy liter 60 gramm sót tartalmazó víz felforralásához a víz forráspontját 10%-kal (azaz 10 C-kal) kell emelni.
A forrás nyomástól való függése
Ismert, hogy a hegyekben a víz kémiai összetételétől függetlenül a forráspont alacsonyabb lesz. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a légköri nyomás a magasságbanlent. A normál nyomás 101,325 kPa. Vele a víz forráspontja 100 Celsius fok. De ha felmászik egy hegyre, ahol a nyomás átlagosan 40 kPa, akkor ott a víz 75,88 C-on fog felforrni. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a hegyekben való főzés csaknem feleannyi időt vesz igénybe. A termékek hőkezeléséhez bizonyos hőmérséklet szükséges.
Úgy tartják, hogy 500 méteres tengerszint feletti magasságban a víz 98,3 C-on forr majd, és 3000 méteres magasságban a forráspont 90 C lesz.
Ne feledje, hogy ez a törvény az ellenkező irányba is működik. Ha folyadékot helyezünk egy zárt lombikba, amelyen a gőz nem tud áthaladni, akkor a hőmérséklet emelkedésével és a gőz képződésével ebben a lombikban a nyomás megnő, és a megemelt nyomáson történő forrás magasabb hőmérsékleten megy végbe. Például 490,3 kPa nyomáson a víz forráspontja 151 C lesz.
Forrásban lévő desztillált víz
A desztillált víz tisztított víz, szennyeződések nélkül. Gyakran használják orvosi vagy műszaki célokra. Mivel az ilyen vízben nincsenek szennyeződések, főzéshez nem használják. Érdekes megjegyezni, hogy a desztillált víz gyorsabban forr, mint a közönséges édesvíz, de a forráspont változatlan marad - 100 fok. A forrásidő közötti különbség azonban minimális lesz – csak a másodperc töredéke.
Teáskannában
Az emberek gyakran csodálkoznakmilyen hőmérsékleten forr fel a víz a vízforralóban, mivel ezekkel az eszközökkel forralják fel a folyadékot. Figyelembe véve azt a tényt, hogy a lakás légköri nyomása megegyezik a normál nyomással, és a használt víz nem tartalmaz sókat és egyéb szennyeződéseket, amelyeknek nem szabadna lennie, akkor a forráspont is szabványos lesz - 100 fok. De ha a víz sót tartalmaz, akkor a forráspont, amint azt már tudjuk, magasabb lesz.
Következtetés
Most már tudja, milyen hőmérsékleten forr fel a víz, és hogy a légköri nyomás és a folyadék összetétele hogyan befolyásolja ezt a folyamatot. Ebben nincs semmi bonyolult, és a gyerekek az iskolában kapnak ilyen információkat. Fontos megjegyezni, hogy a nyomás csökkenésével a folyadék forráspontja is csökken, és ahogy emelkedik, úgy nő.
Az interneten számos különböző táblázatot találhat, amelyek a folyadék forráspontjának a légköri nyomástól való függését jelzik. Mindenki számára elérhetőek, és aktívan használják őket iskolások, hallgatók és még az intézetek tanárai is.
