Miért kezdte el az ember forralni a vizet, mielőtt megivta? Helyesen, hogy megvédje magát számos kórokozó baktériumtól és vírustól. Ez a hagyomány már Nagy Péter előtt került a középkori Oroszország területére, bár úgy gondolják, hogy ő hozta be az első szamovárt az országba, és vezette be a könnyed esti teaivás rítusát. Valójában népünk egyfajta szamovárt használt az ókori Oroszországban, hogy gyógynövényekből, bogyókból és gyökerekből italokat készítettek. A forralás itt elsősorban a hasznos növényi kivonatok kinyeréséhez volt szükséges, nem pedig a fertőtlenítéshez. Valójában akkoriban még nem is ismerték a mikrokozmoszról, ahol ezek a baktériumok és vírusok élnek. A forralásnak köszönhetően azonban hazánkat megkerülték a szörnyű betegségek, például a kolera vagy a diftéria globális világjárványai.
Celsius skála
A nagy svéd meteorológus, geológus és csillagász, Anders Celsius eredetileg a 100 fokot használta a víz normál körülmények közötti fagyáspontjának jelzésére, és a víz forráspontját nulla foknak vették. És utána1744-ben elhunyt, egy nem kevésbé híres személy, Carl Linnaeus botanikus és Celsius Morten Strömer utódja a könnyebb használhatóság érdekében fejjel lefelé fordította ezt a skálát. Más források szerint azonban maga Celsius tette ezt röviddel halála előtt. De mindenesetre a leolvasások stabilitása és az érthető érettségi befolyásolta használatának széles körű elterjedését az akkori legrangosabb tudományos szakmák - a vegyészek - körében. És annak ellenére, hogy a mérleg 100 fokos fejjel lefelé mutató jele a víz stabil forráspontját állította be, és nem a fagyás kezdetét, a mérleg az elsődleges alkotója, a Celsius nevét viselte.
A légkör alatt
Azonban nem minden olyan egyszerű, mint amilyennek első pillantásra tűnik. Bármely állapotdiagramot megnézve P-T vagy P-S koordinátákban (az S entrópia a hőmérséklet közvetlen függvénye), láthatjuk, hogy a hőmérséklet és a nyomás milyen szoros összefüggésben van egymással. A nyomás hatására a víz forráspontja is változik. És minden hegymászó jól ismeri ezt a tulajdonságot. Mindenki, aki életében legalább egyszer felfogta a 2000-3000 méter feletti tengerszint feletti magasságot, tudja, milyen nehéz lélegezni a magasságban. Ez azért van így, mert minél magasabbra megyünk, annál vékonyabb lesz a levegő. A légköri nyomás egy atmoszféra alá esik (N. O. alá, azaz "normál körülmények" alá). A víz forráspontja is csökken. Az egyes magasságokban uralkodó nyomástól függően nyolcvan és hatvan Celsius-fokon is felforrhat.
Nagynyomású tűzhelyek
Azonban nem szabad elfelejteni, hogy bár a fő mikrobák hatvan Celsius-fok feletti hőmérsékleten elpusztulnak, sokan túlélnek nyolcvan fokon vagy még ennél is. Ezért forrásban lévő vizet érünk el, vagyis 100 °C-ra emeljük a hőmérsékletét. Vannak azonban érdekes konyhai készülékek, amelyek lehetővé teszik az idő csökkentését és a folyadék magas hőmérsékletre történő felmelegítését anélkül, hogy felforralnák és tömegét veszítenék a párolgás következtében. Felismerve, hogy a víz forráspontja a nyomástól függően változhat, az Egyesült Államok mérnökei egy francia prototípus alapján bemutatták a világnak a gyorsfőzőt az 1920-as években. Működésének elve azon a tényen alapul, hogy a fedél szorosan a falakhoz van nyomva, a gőz eltávolításának lehetősége nélkül. A belsejében megnövekszik a nyomás, és magasabb hőmérsékleten a víz felforr. Az ilyen eszközök azonban meglehetősen veszélyesek, és gyakran robbanásokat és súlyos égési sérüléseket okoznak a felhasználóknak.
Ideálisan
Nézzük meg, hogyan jön és megy a folyamat. Képzeljünk el egy ideálisan sima és végtelenül nagy fűtőfelületet, ahol a hőeloszlás egyenletes (a felület minden négyzetmilliméterére ugyanannyi hőenergia jut), és a felületi érdesség együtthatója nullára hajlik. Ebben az esetben a n. y. A lamináris határrétegben történő forralás egyszerre kezdődik meg a teljes felületen, és azonnal megtörténik, azonnal elpárologtatja a felületén található teljes térfogategységnyi folyadékot. Ezek ideális körülmények, a való életben ez nem történik meg.
Valóság
Nézzük meg, mi a víz kezdeti forráspontja. Nyomástól függően változtatja az értékeit is, de itt a lényeg ebben rejlik. Még ha a véleményünk szerint legsimább serpenyőt vesszük is, és mikroszkóp alá tesszük, akkor az okulárjában egyenetlen éleket és éles, gyakori csúcsokat fogunk látni a fő felület felett. Feltételezzük, hogy a serpenyő felületének hőellátása egyenletesen történik, bár a valóságban ez sem teljesen igaz. Még akkor is, ha a serpenyő a legnagyobb égőn van, a hőmérséklet gradiens egyenetlenül oszlik el a tűzhelyen, és mindig vannak helyi túlmelegedési zónák, amelyek felelősek a víz korai forrásáért. Hány fok van egyszerre a felszín csúcsain és a síkvidékein? A megszakítás nélküli hőellátású felszíni csúcsok gyorsabban melegszenek fel, mint a síkságok és az úgynevezett mélyedések. Ráadásul minden oldalról alacsony hőmérsékletű vízzel körülvéve jobban adnak energiát a vízmolekuláknak. A csúcsok hődiffúzivitása másfél-kétszer nagyobb, mint a síkvidékeké.
Hőmérséklet
Ezért a víz kezdeti forráspontja körülbelül nyolcvan Celsius-fok. Ennél az értéknél a felszíni csúcsok elegendő hőt szolgáltatnak ahhoz, hogy a folyadék azonnal felforrjon, és kialakuljanak az első szemmel látható buborékok, amelyek félénken kezdenek emelkedni a felszínre. Mekkora a víz forráspontjanormál nyomás - kérdezik sokan. A válasz erre a kérdésre könnyen megtalálható a táblázatokban. Légköri nyomáson a stabil forráspont 99,9839 °C-on jön létre.
