Suyun kaynama noktası farklı koşullar altında neden farklıdır? Dağlarda su hangi sıcaklıkta kaynar? Su ısıtıcıda kaynadığında buhar sıcaklığı.

Bir sıvı ısıtılırsa belli bir sıcaklıkta kaynar. Bir sıvı kaynadığında kabarcıklar oluşur, yukarıya çıkar ve patlar. Kabarcıklar su buharı içeren hava içerir. Kabarcıklar patladığında buhar dışarı çıkar ve böylece sıvı yoğun bir şekilde buharlaşır.

Çeşitli maddeler Sıvı halde bulunanlar kendi karakteristik sıcaklıklarında kaynarlar. Üstelik bu sıcaklık sadece maddenin doğasına değil aynı zamanda atmosfer basıncına da bağlıdır. Yani normal su atmosferik basınç 100 °C'de kaynar ve basıncın daha düşük olduğu dağlarda su daha düşük bir sıcaklıkta kaynar.

Bir sıvı kaynadığında, ona daha fazla enerji (ısı) verilmesi onun sıcaklığını arttırmaz, sadece kaynamayı sürdürür. Yani enerji, maddenin sıcaklığını yükseltmek için değil, kaynama sürecini sürdürmek için harcanır. Bu nedenle fizikte böyle bir kavram özısı buharlaşma(L). 1 kg sıvının tamamen kaynaması için gereken ısı miktarına eşittir.

Farklı maddelerin kendilerine özgü buharlaşma ısılarına sahip oldukları açıktır. Yani su için bu değer 2,3 · 10 6 J/kg'a eşittir. 35 °C'de kaynayan eter için L = 0,4 · 10 6 J/kg. Cıvanın 357 °C'de kaynaması için L = 0,3 · 10 6 J/kg.

Kaynatma işlemi nedir? Su ısındığında ancak henüz kaynama noktasına ulaşmadığında küçük kabarcıklar oluşmaya başlar. Genellikle kabın dibinde oluşurlar, çünkü genellikle alttan ısıtılırlar ve sıcaklık burada daha yüksektir.

Kabarcıklar kendilerini çevreleyen sudan daha hafiftir ve bu nedenle üst katmanlara doğru yükselmeye başlarlar. Ancak buradaki sıcaklık diptekinden bile daha düşük. Bu nedenle buhar yoğunlaşır, kabarcıklar küçülüp ağırlaşır ve tekrar aşağı düşer. Bu, suyun tamamı kaynama noktasına kadar ısıtılana kadar olur. Bu sırada kaynamadan önce bir ses duyulur.

Kaynama noktasına ulaşıldığında, kabarcıklar artık batmaz, yüzeye çıkar ve patlar. Onlardan buhar çıkıyor. Bu sırada artık bir ses değil, sıvının kaynadığını gösteren gurultu duyulur.

Böylece kaynama sırasında ve buharlaşma sırasında sıvının buhara geçişi meydana gelir. Bununla birlikte, yalnızca sıvının yüzeyinde meydana gelen buharlaşmanın aksine, kaynamaya, tüm hacim boyunca buhar içeren kabarcıkların oluşumu eşlik eder. Ayrıca, herhangi bir sıcaklıkta meydana gelen buharlaşmanın aksine, kaynama yalnızca belirli bir sıvının belirli bir sıcaklık özelliğinde mümkündür.

Neden atmosferik basınç ne kadar yüksek olursa bir sıvının kaynama noktası da o kadar yüksek olur? Hava suya baskı yapar ve dolayısıyla suyun içinde basınç oluşturur. Kabarcıklar oluştuğunda, buhar da dış basınçtan daha güçlü bir şekilde içlerine baskı yapar. Kabarcıklar üzerindeki dış basınç ne kadar büyük olursa, içlerindeki iç basınç da o kadar güçlü olur. Bu nedenle daha yüksek sıcaklıkta oluşurlar. Bu, suyun daha yüksek sıcaklıkta kaynadığı anlamına gelir.

Ancak onu doğru şekilde ısıtmak da aynı derecede önemlidir - az kaynamış ve aşırı kaynamış su, çayın tadını eşit derecede bozar.

Haşlanmış su

Suyun bir saniye sonra kaynayacağı sesini duyar duymaz, yaptığınız her şeyi bırakıp çaydanlığın yanına koştuğunuz oldu mu hiç? Çay içmeyen arkadaşlarınız bu aralar size deliymişsiniz gibi mi bakıyor? :)

İlk başta çay severler için kaynamış su sorunu çok ciddidir - elektrikli su ısıtıcılar, su yeterince kaynadığında otomatik olarak kapanır ve buna hiç dikkat edilmez. özel dikkat. Musluktan kümülüs bulutu büyüklüğünde güçlü bir buhar akışı çıkana kadar su ısıtıcıyı ateşte unutmak da kolaydır.

Kaynamış suda çok az oksijen kaldığı için çay düz ve tatsız hale gelir. Aynı sebepten dolayı su tekrar kaynatılamaz; her zaman sadece tatlı su.

Aşağıda suyun nasıl doğru şekilde ısıtılacağını anlatacağız.

Yarı kaynamış su

Yeterli değil sıcak su- diğer uç nokta ve taşmayla aynı sorun.
Çoğu zaman insanlar, tadında acı ve burukluk oluşmasını önlemek için kasıtlı olarak daha soğuk demleme suyunu seçerler. Daha soğuk su aslında acıyı ve burukluğu azaltır. Ancak çayınızı bu tür suyla demleyerek, onun size sağlayabileceği her şeyi alamazsınız (bu, daha çok "koyu" çaylar için geçerlidir).

Burukluğu/acılığı kontrol etmenin en iyi yolu demleme süresini ve demleme miktarını ayarlamaktır. Sıcaklığın düşürülmesi genellikle lezzetin zenginliğini azaltır, daha ince ve daha hafif hale getirir. Yeşil çaylar ve zayıf fermente edilmiş oolong çayları için bu durum doğru olabilir ancak koyu çaylar ve özellikle de shu puer için geçerli değildir. Onların tam potansiyeline ulaşmıyorsun.

Su ısıtma cihazları

Soğutucular

Soğutucu kullanan insanları memnun edecek hiçbir şey kesinlikle yoktur. Soğutucuların sorunu, içindeki suyun koyu çay demlemeye yetecek kadar sıcak olmamasıdır. Kırmızı çayları, pu-erhleri ​​ve yüksek oranda fermente edilmiş oolong çaylarını seviyorsanız o zaman tek çözüm elektrikli su ısıtıcısı satın almak olabilir.

Termometreli elektrikli su ısıtıcılar

Bu su ısıtıcılar suyu ısıtmanıza olanak tanır istenilen sıcaklık. Sensörleri var - 70C, 80C, 90C, 95C, 100C.
Ne yazık ki 70-80-90C kaynatılmamış sudur ve çay için uygun değildir.

Çay için su nasıl düzgün şekilde ısıtılır?

Unutmayın arkadaşlar, herhangi bir çay için suyu kaynatmanız gerekir. Ve ancak o zaman gerekirse soğutun: ortalama 5 dakika içinde oda sıcaklığındaki su 80C'ye soğur.

Öncelikle kaynak suyu kullanıyorsanız ve özellikle güvenliğinden emin değilseniz kaynatmanız gerekir.

İkincisi, kaynatma suyun sertliğini azaltmaya ve klor içeriğini azaltmaya yardımcı olur. Yarı kaynamış suyla deneysel olarak demlenen birçok çay, birdenbire balıksı bir tat kazandı.

Su ısıtıcı, içindeki suyun sesi azalınca ocaktan alınmalı/kapatılmalıdır ve yüzeyde su ısıtıcısının tabanından yükselen ilk büyük hava kabarcıkları belirir - yani en çok. kaynama başlangıcı. Bu anı kaçırmamak çok önemli.

Eski çay metinlerinde buna "kaynayan suyu gözlemlemek" denir.

Suyun kaynama aşamaları

Bunlar Lu Yu tarafından "Çay Kanonu"nda tekrar anlatılmıştır:

1. "Yengeç gözü" - altta küçük hava kabarcıkları belirir ve suda hafif bir çatırtı sesi çıkar.

2. "Balık gözü" - kabarcıklar artar, çatırtı sesi artar.

3. “İnci Dizileri” - baloncuk dizileri alttan yüzeye doğru yükselmeye başlar, su ses çıkarır.

4. İplikler kalınlaşır, su kaynamaya başlar - "çamlardaki rüzgarın sesi." Bu aşamanın en başında su ısıtıcısının ocaktan alınması gerekir.

Canlı ateşte su kaynatmak.

Ateşte su yavaş yavaş kaynar, böylece kaynamanın tüm aşamaları kolaylıkla izlenebilir. Fotoğrafta her şey aktarılmıyor ancak sırayı takip edebilirsiniz. Isıya dayanıklı cam çaydanlık ve gaz kampı ocağı kullanıldı.

Elektrikli su ısıtıcısında su kaynatmak

Elektrikli ısıtıcılarda suyun takibi biraz daha zordur. Öncelikle birçok çaydanlık opaktır. İkincisi, içlerindeki su hızla kaynar ve ancak kuvvetli kaynadıktan sonra otomatik olarak kapanır.

Çaydanlıkta suyun kaynatılmasının ana aşamalarını fotoğrafladık:

Suyu neyle kaynatmalısınız?

Gördüğünüz gibi her iki durumda da cam kullanıyoruz. Kimyasal olarak inerttir ve suyu gözlemlemenizi sağlar.

Diğer materyaller:

Plastik(elektrikli su ısıtıcıları) - en uygunsuz seçenek. Plastik kimyasal olarak inert değildir. Ayrıca kireç oluşumunu engelleyen su ısıtıcılardan kaçınmalısınız - ısıtma elemanı temiz ve parlak kalacaktır, ancak su sert kalacaktır ve kalsiyum vücuda girerek böbrek taşı oluşumuna neden olabilir.

Ütü(ateşte ısıtmak için metal su ısıtıcıları). Kaynar su için özellikle uygun değildir. Metal bir şekilde suyla temas ederek tadını değiştirir. Bu nedenle metal su ısıtıcıların duvarlarındaki kireçten kurtulmamak veya emaye tencere kullanmamak daha iyidir.

Ateş kili- suyu kaynatmak için en kanonik (çay hakkındaki eski incelemelere dayanarak) seçenek. Ama aynı zamanda bir şehir dairesinde en nadir olanı. Kil, oksijenin geçmesine izin verir, suyu zenginleştirir ve ısıyı uzun süre muhafaza eder. Ve kil duvarların arasından suyun kaynama aşamalarını göremeseniz de, böyle bir çaydanlığın çıkardığı seslerden suyun kaynama aşamasının ne aşamada olduğunu kolaylıkla tespit edebilirsiniz.

Kaynama işlemi sıvı bir maddenin gaz haline geçişini içerir. Buharlaşma arasındaki fark, bunun yalnızca sıcaklık göstergelerini değil aynı zamanda basınç göstergelerini de içeren belirli göstergelerle birlikte gerçekleşmesidir. Kaynama hızı tamamen ısıtıldığında birbirleriyle daha sık çarpışmaya başlayan moleküllerle ilgilidir. Sıradan koşulları alırsak, kaynama noktası 100 santigrat derecelik bir ısınma olarak kabul edilir, ancak aslında bu hem sıvının kendisine hem de suyun dışındaki ve içindeki basınca bağlı olan bir değer aralığıdır. . Genelleştirmek gerekirse, bu aralığın 70 ile çok arasında değerleri vardır. yüksek dağ, deniz seviyesine daha yakınsa 110'a kadar.

Bir su ısıtıcısında kaynar suyun buhar sıcaklığı

Buhar sıvıdır, sadece hali gaz haline dönüşür. Hava ile etkileşime girdiğinde, diğer gaz halindeki maddeler gibi, üzerine baskı uygulayabilir. Buharlaşma sırasında buharın ve sıvının sıcaklığı, sıvı buharlaşana kadar sabit kalacaktır. Bunun nedeni, tüm sıcaklığın buhar oluşumuna harcanmasıdır. Bu durum kuru doymuş buhar oluşumunu teşvik eder.

Bilmek önemlidir! Bir sıvı kaynadığında buhar da onunla aynı derecelere sahiptir. Sıvının kendisinden daha sıcak buhar ancak özel cihazların kullanılmasıyla elde edilebilir. Sıradan bir sıvıyı kaynatmak için gereken derece 100 santigrat derecedir.

Tuzlu su hangi sıcaklıkta kaynar?

Tuzlu suyu, belki de yalnızca sıradan suya göre daha yüksek sıcaklıklarda kaynatın. Tuzlu su, su moleküllerinin uzaysal boşluklarını dolduran bir dizi iyon içerir. Bu nedenle tuz iyonları sıvı moleküllerle birleştiğinde hidrasyon meydana gelir. Hidrasyondan sonra moleküller arasındaki bağ gözle görülür derecede güçlendiğinden buharlaşma süreci daha uzun sürer.

Isınma nedeniyle, tuzlu su sürekli molekül kaybeder, dolayısıyla çarpışmaları çok daha az sıklıkta olacaktır. Kaynaması gerekenden daha uzun sürecek temiz su. Tuzlu suyu kaynar suya dönüştürebileceğiniz sıcaklık, normalden ortalama 10 santigrat derece daha yüksek olabilir.

Damıtılmış suyun kaynama derecesi

Damıtılmış form, neredeyse hiç yabancı madde içermeyen saflaştırılmış bir sıvıdır. Tipik olarak teknik, tıbbi ve araştırma uygulamalarına yöneliktir.

Dikkat! Onu yemek ve onunla yemek pişirmek kesinlikle tavsiye edilmez.

Su, tatlı suyun buharlaştırıldığı ve buharın yoğunlaştığı özel damıtma ekipmanı kullanılarak yapılır. Damıtmanın sonunda yabancı maddeler sıvının dışında kalacaktır.

Damıtılmış tip, musluk suyundan gelen tatlı suyla aynı şekilde kaynar - 100 santigrat derece. Damıtılmış sıvının daha hızlı kaynaması yönünde ufak bir fark vardır ancak bu fark oldukça önemsizdir.

Basınç suyun kaynama sürecini nasıl etkiler?

Bir sıvının kaynamasında basınç önemli bir fark yaratır. Bu durumda atmosferik basınç ve su içindeki basınç rol oynar. Örneğin ateşe su koyarsanız yüksek irtifa, daha sonra kaynatma için 70 santigrat derece yeterli olacaktır. Dağlarda yemek pişirmek bazı zorluklar yaratır. Daha fazlasını alır uzun zaman Kaynayan su yeterince sıcak olmayacağı için. Örneğin, haşlanmış yumurtayı pişirme girişimi başarısızlıkla sonuçlanacaktır, iyi ısıl işlem gerektiren haşlanmış etten bahsetmeye bile gerek yok.

Önemli! Isıl işlem görmemiş veya iyi pişirilmemiş hiçbir şeyi yememelisiniz. Özellikle doğa yürüyüşleri ve diğer geziler söz konusu olduğunda. Bu tür nüansları önceden öngörmeniz ve olası sürprizlere karşı kendinizi güvence altına almanız gerekir.

Denize yakın olduğundan kaynama noktası her zaman 100 derece olacaktır. Dağlara tırmandıkça her 300 metrede kaynama sıcaklığı 1 derece düşecektir. Bu nedenle, evleri yüksek yerlerde bulunan sakinlerin, sıvıları daha sıcak hale getirmek için otoklav kullanarak kaynatmaları tavsiye ediliyor.

Dikkat! Bu bilgiçalışanların bilmesi gerekir tıbbi kurumlar ve laboratuvarlar.

Sonuçta ürün ve cihazların sterilize edilebilmesi için 100 derece ve üzeri sıcaklığın gerekli olduğu biliniyor. Aksi takdirde alet ve diğer cihazlar steril olmayacak ve bu da daha sonra birçok komplikasyona yol açabilecektir.

Suyun en yüksek derecesinin henüz keşfedilmediği biliniyor. Bu, atmosfer basıncında bir sınır oluşana kadar büyüyebilmesinin, daha doğrusu büyümesinin bir sonucudur. Buhar türbinleri suyu kaynamadan 400 dereceye kadar ısıtır ve basınç 30-40 atmosferde tutulur.

Suyu kaynatma işlemi oldukça ilginç ve aynı zamanda çok karmaşık bir işlemdir. Kaynama, bir maddenin (bu durumda su) sıvı halden gaz haline dönüştüğü süreçtir. Suyun kaynaması için uygun bir sıcaklığa ihtiyacınız var, aksi takdirde işlem başlamayacaktır. Normal şartlarda suyun kaynama noktası 100 santigrat derecedir. Bu sıcaklıkta su gaza dönüşmeye başlayacaktır.

Su nasıl kaynar

Su 100 dereceye ulaştığında sıvı buhara dönüşmeye başlayacaktır. Tüm dönüşüm sürecini hayal etmeyi kolaylaştırmak için küçük bir metal tavayı suyla doldurun ve ateşe verin. İşte ne olacak:

• tavadaki su ısınmaya başlayacak;
• su sıcaklığı 100 dereceye ulaştığında tavanın en altında buhar kabarcıkları oluşmaya başlayacaktır;
• Yüzeye ulaşan bu kabarcıklar patladı ve buharı özgürlüğe bıraktı;
• tavadaki su miktarı giderek azalacaktır.

Böylece belli bir süre sonra tavadaki su tamamen kaybolarak buhara dönüşecektir. Bu arada kaynama ve buharlaşmayı karıştırmayın, bu işlemler birbirinden farklıdır. Buharlaşma herhangi bir sıcaklıkta meydana gelebilir, ancak belirli bir sıcaklıkta kaynar. Ayrıca kaynama işlemi sıvının her yerinde meydana gelir ve buharlaşma sırasında su, suyun yüzeyinden başlayarak buhara dönüşür. Sıvı buharlaştıkça yavaş yavaş soğuyacaktır.

Kaynatma işlemini başka hangi koşullar etkiler?

Aslında kaynama daha düşük veya daha düşük sıcaklıklarda meydana gelebilir. yüksek sıcaklıklar 100 dereceden fazla. Sıcaklığın yanı sıra basınç da aynı derecede önemli bir yer tutar. Yani örneğin dağlara tırmanmaya başlarsak basınç azalacak ve dolayısıyla kaynama noktası düşecektir. Derin bir kuyuya inersek basınç artacak, dolayısıyla kaynama noktası da yükselecektir. Basıncın yanı sıra suyun sürekli ısıtılması da önemlidir, aksi takdirde sıcaklık düşecek ve süreç duracaktır.

Sıradan su 100 derecede kaynar - bu ifadenin geçerliliği konusunda hiçbir şüphemiz yok ve termometre bunu kolayca doğrular. Ancak şüpheci bir şekilde gülümseyebilen insanlar var çünkü biliyorlar ki - su her zaman ve her yerde tam 100 derecede kaynamaz.

Mümkün mü? Evet mümkündür, ancak yalnızca belirli koşullar altında.

Suyun hem +100 °C'nin altındaki hem de üzerindeki sıcaklıklarda kaynayabileceği hemen söylenmelidir. Yani “Su +73 °C'de kaynadı” veya “Su +130 °C'de kaynamaya başladı” ifadelerine şaşırmamalısınız; bu durumların her ikisi de sadece mümkün değil, aynı zamanda uygulanması da nispeten kolaydır.

Ancak az önce anlatılan etkilerin nasıl elde edileceğini anlamak için suyun ve diğer sıvıların kaynatılmasının mekanizmasını anlamak gerekir.

Sıvı ısıtıldığında kabın dibinde ve duvarlarında buhar ve hava ile dolu kabarcıklar oluşmaya başlar. Ancak çevredeki suyun sıcaklığının çok düşük olması, kabarcıkların içindeki buharın yoğunlaşıp sıkışmasına neden oluyor ve suyun basıncı altında bu kabarcıklar patlıyor. Bu süreç kadar olur sıvı hacminin tamamı kaynama noktasına ulaşmayacak- şu anda kabarcıkların içindeki buhar ve havanın basıncı, suyun basıncıyla karşılaştırılır. Bu tür kabarcıklar zaten sıvının yüzeyine yükselerek buharı atmosfere salma yeteneğine sahiptir - bu kaynamadır. Kaynama sırasında, termodinamik denge oluştuğundan sıvının sıcaklığı artık artmaz: Isıtma için ne kadar ısı harcanır, aynı miktarda ısı sıvının yüzeyinden buhar tarafından uzaklaştırılır.

Suyun ve herhangi bir sıvının kaynatılmasındaki kilit nokta, kabarcıklardaki buhar basıncı ile kaptaki su basıncının eşitliğidir. Bu kuraldan basit bir sonuç çıkarabiliriz; bir sıvı kesinlikle kaynayabilir farklı sıcaklıklar ve bu sıvı basıncını değiştirerek başarılabilir. Bilindiği gibi sıvılardaki basınç iki bileşenden oluşur; Özkütle ve üstünde hava basıncı var. Suyun kaynama noktasını düşürebileceğiniz veya artırabileceğiniz ortaya çıktı atmosferik basınçtaki değişiklik veya ısıtılmış sıvı içeren bir kabın içindeki basınç.

Gerçekte olan budur. Örneğin dağlarda kaynar su ovalardaki kadar sıcak değildir - hava basıncının 0,7 atmosfere düştüğü 3 km yükseklikte su zaten +89,5 derecede kaynar. Ve Everest'te (yükseklik - 8,8 km, basınç - 0,3 atmosfer) su +68 derecenin biraz üzerinde bir sıcaklıkta kaynar. Evet, bu sıcaklıklarda yemek pişirmek çok zor bir iştir ve özel araçlar olmasaydı bu kadar yükseklerde tamamen imkansız olurdu.

Kaynama noktasını arttırmak için atmosferik basıncı arttırmak veya en azından kabı suyla sıkıca kapatmak gerekir. Bu etki sözde kullanılır düdüklü tencereler- Sıkıca kapatılmış bir kapak buharın kaçmasına izin vermez, bu da içindeki basıncın artmasına neden olur, bu da kaynama noktasının da artması anlamına gelir. Özellikle 2 atmosfer basınçta su yalnızca +120 derecede kaynar. Ve onlarca atmosferlik basıncın muhafaza edildiği buhar türbinlerinde su +300-400 °C'de bile kaynamaz!

Ancak suyu ısıtmanın başka bir olasılığı daha vardır. yüksek sıcaklıklar kaynatma yok. İlk kabarcıkların oluşumunun kabın pürüzlülüğünde ve ayrıca sıvı içinde bulunan az çok büyük kirletici parçacıklarının çevresinde başladığı fark edilmiştir. Bu nedenle, tamamen saf bir sıvıyı ısıtırsanız mükemmel cilalanmış kap normal atmosfer basıncında bu sıvının çok yüksek sıcaklıklarda kaynamamasını sağlamak mümkündür. Sözde aşırı ısıtılmış sıvı aşırı dengesizlik ile karakterize edilir - bir toz zerresinin minimum düzeyde itilmesi veya vurulması, sıvının aynı anda tüm hacminde anında kaynaması (ve aslında kelimenin tam anlamıyla patlaması) için yeterlidir.

Biraz çaba sarf ederek sıradan su +130 °C'ye ısıtılabilir ve kaynamaz. Yüksek sıcaklıklar elde etmek için, özel ekipmanın kullanılması zaten gereklidir, ancak sınır +300 ° C'de meydana gelir - bu sıcaklıkta aşırı ısınmış su, bir saniyenin bir kısmı için mevcut olabilir ve ardından meydana gelir. patlayıcı efervesans.

İlginçtir ki, aşırı ısıtılmış sıvı başka bir şekilde elde edilebilir - nispeten ısıtılarak Düşük sıcaklık(+100 °C'nin biraz altında) ve kaptaki basıncı keskin bir şekilde azaltın (örneğin bir pistonla). Bu durumda, minimum maruz kalma ile kaynayabilen aşırı ısıtılmış bir sıvı da oluşur. Bu method kullanılan kabarcık odaları, kayıt ücreti tahsil edildi temel parçacıklar. Aşırı ısıtılmış bir sıvının içinden uçarken, bir parçacık yerel kaynamaya neden olur ve bu, dışarıdan mikroskobik kabarcıklardan oluşan bir izin (iz, ince çizgi) görünümü olarak görüntülenir. Ancak kabarcık odalarında kullanılan su değil, çeşitli sıvılaştırılmış gazlardır.

Yani su her zaman +100 °C'de kaynamaz; her şey basınca bağlıdır dış ortam veya kabın içinde. Bu nedenle dağlarda olmayan özel araçlar“Normal” kaynar su elde etmek mümkün değildir ve termik santral kazanlarında su +300 °C'de bile kaynamaz.