Fierberea este procesul de schimbare a stării agregate a unei substanțe. Când vorbim despre apă, ne referim la schimbarea de la lichid la vapori. Este important de reținut că fierberea nu este evaporare, care poate apărea chiar și la temperatura camerei. De asemenea, nu confundați cu fierberea, care este procesul de încălzire a apei la o anumită temperatură. Acum că înțelegem conceptele, putem determina la ce temperatură fierbe apa.
Proces
Procesul de transformare a stării de agregare din lichid în gaz este complex. Și, deși oamenii nu îl văd, există 4 etape:
- În prima etapă, se formează bule mici în partea de jos a recipientului încălzit. Ele pot fi văzute și pe laterale sau la suprafața apei. Ele se formează din cauza expansiunii bulelor de aer,care se găsesc întotdeauna în crăpăturile recipientului în care se încălzește apa.
- În a doua etapă, volumul bulelor crește. Toate încep să iasă la suprafață, deoarece în interiorul lor există abur saturat, care este mai ușor decât apa. Odată cu creșterea temperaturii de încălzire, presiunea bulelor crește, iar acestea sunt împinse la suprafață datorită binecunoscutei forțe ale lui Arhimede. Sunetul de barbotare caracteristic poate fi auzit pe măsură ce bulele se extind și se micșorează continuu.
- În a treia etapă, un număr mare de bule pot fi văzute la suprafață. Acest lucru creează inițial tulburări în apă. Acest proces este denumit popular „fierberea cheii albe” și durează o perioadă scurtă de timp.
- La a patra etapă, apa fierbe intens, la suprafață apar bule mari de spargere, este posibilă stropire. Cel mai adesea, stropii înseamnă că lichidul a atins temperatura maximă. Aburii vor începe să iasă din apă.
Se știe că apa fierbe la o temperatură de 100 de grade, ceea ce este posibil doar în a patra etapă.
Temperatura aburului
Aburul este una dintre stările apei. Când intră în aer, atunci, ca și alte gaze, exercită asupra lui o anumită presiune. În timpul vaporizării, temperatura aburului și a apei rămâne constantă până când întregul lichid își schimbă starea de agregare. Acest fenomen poate fi explicat prin faptul că, la fierbere, toată energia este cheltuită pentru a transforma apa în abur.
La începutul fierberii, o umiditateabur saturat, care după evaporarea întregului lichid devine uscat. Dacă temperatura sa începe să depășească temperatura apei, atunci un astfel de abur este supraîncălzit și, în ceea ce privește caracteristicile sale, va fi mai aproape de gaz.
Apă sărată clocotită
Este interesant de știut la ce temperatură fierbe apa cu conținut ridicat de sare. Se știe că ar trebui să fie mai mare datorită conținutului de ioni Na+ și Cl- din compoziție, care ocupă o zonă între moleculele de apă. Această compoziție chimică a apei cu sare diferă de lichidul proaspăt obișnuit.
Faptul este că în apa sărată are loc o reacție de hidratare - procesul de atașare a moleculelor de apă la ionii de sare. Legătura dintre moleculele de apă dulce este mai slabă decât cele formate în timpul hidratării, astfel încât fierberea lichidului cu sare dizolvată va dura mai mult. Pe măsură ce temperatura crește, moleculele din apa care conține sare se mișcă mai repede, dar sunt mai puține, motiv pentru care ciocnirile între ele apar mai rar. Ca rezultat, se produce mai puțin abur și, prin urmare, presiunea acestuia este mai mică decât capul de abur al apei proaspete. Prin urmare, este necesară mai multă energie (temperatură) pentru vaporizarea completă. În medie, pentru a fierbe un litru de apă care conține 60 de grame de sare, este necesară creșterea punctului de fierbere al apei cu 10% (adică cu 10 C).
Dependența fierberii de presiune
Se știe că la munte, indiferent de compoziția chimică a apei, punctul de fierbere va fi mai mic. Acest lucru se datorează faptului că presiunea atmosferică la altitudinede mai jos. Presiunea normală este considerată a fi 101,325 kPa. Cu el, punctul de fierbere al apei este de 100 de grade Celsius. Dar dacă urci pe un munte, unde presiunea este în medie de 40 kPa, atunci apa va fierbe acolo la 75,88 C. Dar asta nu înseamnă că gătitul la munte va dura aproape jumătate din timp. Pentru tratarea termică a produselor este necesară o anumită temperatură.
Se crede că la o altitudine de 500 de metri deasupra nivelului mării, apa va fierbe la 98,3 C, iar la o altitudine de 3000 de metri punctul de fierbere va fi de 90 C.
Rețineți că această lege funcționează și în direcția opusă. Dacă un lichid este plasat într-un balon închis prin care vaporii nu pot trece, atunci pe măsură ce temperatura crește și se formează abur, presiunea din acest balon va crește, iar fierberea la presiune ridicată va avea loc la o temperatură mai mare. De exemplu, la o presiune de 490,3 kPa, punctul de fierbere al apei va fi de 151 C.
Apă distilată clocotită
Apa distilată este apă purificată fără impurități. Este adesea folosit în scopuri medicale sau tehnice. Având în vedere că nu există impurități în astfel de apă, aceasta nu este folosită pentru gătit. Este interesant de observat că apa distilată fierbe mai repede decât apa dulce obișnuită, dar punctul de fierbere rămâne același - 100 de grade. Cu toate acestea, diferența de timp de fierbere va fi minimă - doar o fracțiune de secundă.
Într-un ceainic
Adesea oamenii se întreabăla ce temperatură fierbe apa în ibric, deoarece acestea sunt dispozitivele pe care le folosesc pentru a fierbe lichidul. Ținând cont de faptul că presiunea atmosferică din apartament este egală cu cea standard, iar apa folosită nu conține săruri și alte impurități care nu ar trebui să fie acolo, atunci și punctul de fierbere va fi standard - 100 de grade. Dar dacă apa conține sare, atunci punctul de fierbere, după cum știm deja, va fi mai mare.
Concluzie
Acum știi la ce temperatură fierbe apa și cum influențează presiunea atmosferică și compoziția lichidului acest proces. Nu este nimic complicat în asta, iar copiii primesc astfel de informații la școală. Principalul lucru de reținut este că, pe măsură ce presiunea scade, scade și punctul de fierbere al lichidului și, pe măsură ce crește, crește și el.
Pe Internet puteți găsi multe tabele diferite care indică dependența punctului de fierbere al unui lichid de presiunea atmosferică. Sunt disponibile pentru toată lumea și sunt utilizate în mod activ de școlari, elevi și chiar profesori din institute.
