Jak se mění teplota varu vody v závislosti na tlaku

Proč člověk začal vařit vodu dříve, než ji použije přímo? Správně se chránit před mnoha patogenními bakteriemi a viry. Tato tradice se dostala na území středověkého Ruska před Petrem Velikým, ačkoli se věří, že to byl on, kdo nesl první samovaru do země a představil obřad neuspěchaného večerního čaje. Ve skutečnosti někteří lidé používali naši samovary ve starověkém Rusku, aby vyráběli nápoje z bylin, bobulí a kořenů. Zde bylo zapotřebí vaření především k extrakci užitečných rostlinných extraktů, spíše než k dezinfekci. Koneckonců, v té době nebylo ani známo o mikrokosmu, kde žijí tyto bakterie s viry. Avšak díky varu se naší zemi zabránilo světovými pandemiemi hrozných chorob, jako je cholera nebo záškrtu.

Stupnice Celsia

Velký meteorolog, geolog a astronom ze Švédska Anders Celsius původně použil hodnotu 100 stupňů pro označení teploty mrazu vody za normálních podmínek a bod varu vody byl uvažován jako nulový stupeň. A dokonce i po jeho smrti v roce 1744, ne méně slavná osoba, botanik Carl Linnaeus a Celsius přijímač Morten Stremer, otočil tuto stupnici pro pohodlí jeho použití. Nicméně, podle jiných zdrojů, Celsius sám udělal to krátce před jeho smrtí. Avšak v každém případě stabilita svědectví a pochopitelná promoční činnost ovlivnila jeho rozšířené využívání mezi nejprestižnější vědecké profese v té době - ​​chemici. A to i přes skutečnost, že vrchní část makety známky 100 stupňů stanoví spíše než stabilní vařit vodu na začátku jeho bodem mrazu, váha se stala rozhodující pro ponese jméno svého tvůrce, Celsia.

Pod atmosférou

Nicméně není vše tak jednoduché, jak se zdá na první pohled. Při pohledu na každém fázového diagramu P-T- nebo P-S-souřadnic (S entropie funkční teploty v přímé závislosti), můžeme vidět, jak úzce souvisí teplotu a tlak. Podobně, bod varu voda, v závislosti na tlaku, mění své hodnoty. A každý horolezec je s touto vlastností velmi dobře obeznámen. Každý, kdo alespoň jednou v životě pochopil výšky nad 2000-3000 metrů nad mořem, ví, jak těžké je dýchat v nadmořské výšce. To je způsobeno skutečností, že čím vyšší budeme, tím tenčí bude vzduch. Atmosférický tlak klesá pod jednu atmosféru (pod n., Což je pod "normálními podmínkami"). Teplota vroucí vody klesá také. V závislosti na tlaku na každé z výšek, může vařit jak osmdesát, tak šedesát stupňů Celsia.

Tlakové hrnce

Je ovšem nutné poznamenat, že ačkoli hlavními mikrobů a umírají teplotám nad šedesát stupňů Celsia a vydrží mnoho dalších osmdesát stupňů. Proto se snažíme vařit vodu, to znamená, že přivedeme teplotu na 100 ° C. Existují však zajímavé kuchyňské spotřebiče, které vám umožní zkrátit čas a ohřát kapalinu na vysokou teplotu, aniž byste ji vypařili a ztrácíte hmotnost odpařováním. Uvědomil si, že bod varu vody, v závislosti na tlaku, se mohou lišit od inženýrů v USA na základě francouzského prototyp předložen na světě v roce 1920, v tlakovém hrnci. Princip fungování je založen na tom, že víko těsně přitlačí ke stěnám, aniž by bylo možné odstranit páru. Uvnitř vzniká zvýšený tlak a voda při vyšších teplotách. Taková zařízení však jsou poměrně nebezpečná a často vedou k výbuchu a vážným popáleninám.

V ideálním případě

Podívejme se na to, jak proces přichází a jde. Představme si dokonale hladký a nekonečně velké topné plochy, kde je rozvod tepla je jednotná (každý čtvereční milimetr povrchu po jídle stejné množství tepelné energie), a drsnost povrchu blíží nule. V tomto případě, když n. y. varu v laminární hraniční vrstvě začne současně po celé ploše povrchu a nastane okamžitě a okamžitě odpaří celý objem jednotky kapaliny umístěné na jeho povrchu. To jsou ideální podmínky, v reálném životě se to nestane.

Ve skutečnosti

Zjistíme, jaký je počáteční bod varu vody. V závislosti na tlaku také mění své hodnoty, avšak hlavní bod zde spočívá. I když vezmeme v nejhladší podle našeho názoru, pánve a podnesom jej pod mikroskopem, v jeho okuláru dočkáme nerovné hrany a ostré časté vrcholy vyčnívat nad hlavním povrchem. Teplo na povrch pánve, předpokládáme, je dodáváno rovnoměrně, i když ve skutečnosti to také není zcela pravda. I když je panva na největším hořáku, teplotní gradient je nerovnoměrně rozložen na desku a tam jsou vždy lokální přehřátí zóny odpovědné za včasné varu vody. Kolik stupňů v tomto případě na vrcholcích povrchu a v nížinách? Vrcholy povrchu s nepřerušovaným přívodem tepla se zahřívají rychleji než nížiny a tzv. Deprese. Kromě toho, obklopené vodou ze všech stran s nízkou teplotou, lépe poskytují molekuly vody. Koeficient tepelné difuzivity píků je jeden a půl až dvakrát vyšší než koeficient nizinu.

Teploty

Proto je počáteční bod varu vody asi osmdesát stupňů Celsia. Při této hodnotě povrchového píku postačí množství tepla, potřebné k okamžitému varu kapaliny a vzniku prvních bublinek viditelných pro oko, které se začnou bezstarostně zvedat k povrchu. A jaký je bod varu vody při normálním tlaku? Mnoho lidí se ptá. Odpověď na tuto otázku lze snadno nalézt v tabulkách. Při atmosférickém tlaku je stabilní teplota varu na 99,9839 ° C.