Kaynama, bir maddenin toplam durumunu değiştirme işlemidir. Su dediğimizde sıvıdan buhara geçişi kastediyoruz. Kaynamanın, oda sıcaklığında bile meydana gelebilecek buharlaşma olmadığına dikkat etmek önemlidir. Ayrıca suyu belirli bir sıcaklığa ısıtma işlemi olan kaynatma ile karıştırmayın. Artık kavramları anladığımıza göre, suyun hangi sıcaklıkta kaynadığını belirleyebiliriz.
Süreç
Agregasyon durumunu sıvıdan gaza dönüştürme süreci karmaşıktır. Ve insanlar görmese de 4 aşama var:
- İlk aşamada ısıtılan kabın dibinde küçük kabarcıklar oluşur. Ayrıca suyun kenarlarında veya yüzeyinde de görülebilirler. Hava kabarcıklarının genişlemesi nedeniyle oluşurlar,her zaman suyun ısıtıldığı kabın çatlaklarında bulunurlar.
- İkinci aşamada baloncukların hacmi artar. Hepsi yüzeye çıkmaya başlar, çünkü içlerinde sudan daha hafif olan doymuş buhar vardır. Isıtma sıcaklığındaki bir artışla, kabarcıkların basıncı artar ve iyi bilinen Arşimet kuvveti nedeniyle yüzeye itilirler. Kabarcıklar sürekli genişleyip küçülürken, karakteristik köpürme sesi duyulabilir.
- Üçüncü aşamada, yüzeyde çok sayıda kabarcık görülebilir. Bu başlangıçta suda bulanıklık yaratır. Bu işleme halk arasında "beyaz tuşun kaynatılması" denir ve kısa bir süre sürer.
- Dördüncü aşamada su yoğun bir şekilde kaynar, yüzeyde büyük patlama kabarcıkları oluşur, sıçrama mümkündür. Çoğu zaman, sıçramalar sıvının maksimum sıcaklığına ulaştığı anlamına gelir. Sudan buhar çıkmaya başlayacak.
Suyun 100 derecelik bir sıcaklıkta kaynadığı bilinmektedir ki bu ancak dördüncü aşamada mümkündür.
Buhar sıcaklığı
Buhar, suyun hallerinden biridir. Havaya girdiğinde, diğer gazlar gibi, üzerine belirli bir basınç uygular. Buharlaşma sırasında, tüm sıvı kümelenme durumunu değiştirene kadar buhar ve suyun sıcaklığı sabit kalır. Bu fenomen, kaynama sırasında tüm enerjinin suyu buhara dönüştürmek için harcanmasıyla açıklanabilir.
Kaynamanın en başında nemli birtüm sıvının buharlaşmasından sonra kuru hale gelen doymuş buhar. Sıcaklığı suyun sıcaklığını aşmaya başlarsa, bu tür buhar aşırı ısınır ve özellikleri açısından gaza daha yakın olacaktır.
Kaynar tuzlu su
Yüksek tuz içeriğine sahip suyun hangi sıcaklıkta kaynadığını bilmek ilginç. Su molekülleri arasında bir alan kaplayan bileşimdeki Na+ ve Cl- iyonlarının içeriğinden dolayı daha yüksek olması gerektiği bilinmektedir. Tuzlu suyun bu kimyasal bileşimi, normal taze sıvıdan farklıdır.
Gerçek şu ki, tuzlu suda bir hidrasyon reaksiyonu vardır - su moleküllerini tuz iyonlarına bağlama işlemi. Tatlı su molekülleri arasındaki bağ, hidrasyon sırasında oluşanlardan daha zayıftır, bu nedenle sıvıyı çözünmüş tuzla kaynatmak daha uzun sürer. Sıcaklık arttıkça, tuz içeren sudaki moleküller daha hızlı hareket eder, ancak daha az sayıda bulunurlar, bu nedenle aralarındaki çarpışmalar daha az sıklıkta meydana gelir. Sonuç olarak, daha az buhar üretilir ve bu nedenle basıncı, tatlı suyun buhar kafasından daha düşüktür. Bu nedenle tam buharlaşma için daha fazla enerji (sıcaklık) gerekir. Ortalama olarak 60 gram tuz içeren bir litre suyu kaynatmak için suyun kaynama noktasını %10 (yani 10 C) yükseltmek gerekir.
Kaymanın basınca bağımlılığı
Dağlarda suyun kimyasal bileşimi ne olursa olsun kaynama noktasının daha düşük olacağı bilinmektedir. Bunun nedeni, irtifadaki atmosferik basıncınaşağıda. Normal basınç 101.325 kPa olarak kabul edilir. Bununla birlikte, suyun kaynama noktası 100 santigrat derecedir. Ancak basıncın ortalama 40 kPa olduğu bir dağa tırmanırsanız, su orada 75.88 C'de kaynar. Ancak bu, dağlarda yemek pişirmenin neredeyse yarı zaman alacağı anlamına gelmez. Ürünlerin ısıl işlemi için belirli bir sıcaklık gereklidir.
Deniz seviyesinden 500 metre yükseklikte suyun 98,3 C'de kaynayacağına ve 3000 metre yükseklikte kaynama noktasının 90 C olacağına inanılıyor.
Bu yasanın ters yönde de çalıştığını unutmayın. Buharın geçemeyeceği kapalı bir şişeye bir sıvı konursa, sıcaklık yükseldikçe ve buhar oluştukça, bu şişedeki basınç artacak ve yüksek basınçta kaynama daha yüksek bir sıcaklıkta gerçekleşecektir. Örneğin, 490.3 kPa'lık bir basınçta, suyun kaynama noktası 151 C olacaktır.
Kaynar damıtılmış su
Damıtılmış su, herhangi bir kirlilik içermeyen arıtılmış sudur. Genellikle tıbbi veya teknik amaçlar için kullanılır. Bu tür suda kirlilik olmadığı göz önüne alındığında, yemek pişirmek için kullanılmaz. Damıtılmış suyun sıradan tatlı sudan daha hızlı kaynadığını belirtmek ilginçtir, ancak kaynama noktası aynı kalır - 100 derece. Ancak, kaynama süresindeki fark minimum olacaktır - saniyenin yalnızca bir kısmı.
Çaydanlıkta
Genellikle insanlar merak ederSu ısıtıcısında su hangi sıcaklıkta kaynar, çünkü sıvıyı kaynatmak için kullandıkları bu cihazlardır. Dairedeki atmosfer basıncının standart olana eşit olduğu ve kullanılan suyun orada olmaması gereken tuzlar ve diğer safsızlıklar içermediği göz önüne alındığında, kaynama noktası da standart - 100 derece olacaktır. Ama eğer su tuz içeriyorsa, o zaman bildiğimiz gibi kaynama noktası daha yüksek olacaktır.
Sonuç
Artık suyun hangi sıcaklıkta kaynadığını ve atmosfer basıncının ve sıvı bileşiminin bu süreci nasıl etkilediğini biliyorsunuz. Bunda karmaşık bir şey yoktur ve çocuklar bu tür bilgileri okulda alırlar. Hatırlanması gereken en önemli şey, basınç azaldıkça sıvının kaynama noktasının da düştüğü ve yükseldikçe arttığıdır.
İnternette bir sıvının kaynama noktasının atmosfer basıncına bağımlılığını gösteren birçok farklı tablo bulabilirsiniz. Herkes tarafından kullanılabilirler ve okul çocukları, öğrenciler ve hatta enstitülerdeki öğretmenler tarafından aktif olarak kullanılırlar.
