Sự sôi là quá trình thay đổi trạng thái tổng hợp của một chất. Khi chúng ta nói về nước, chúng ta muốn nói đến sự thay đổi từ thể lỏng sang thể hơi. Điều quan trọng cần lưu ý là sự sôi không phải là sự bay hơi, điều này có thể xảy ra ngay cả ở nhiệt độ phòng. Ngoài ra, đừng nhầm lẫn với đun sôi, là quá trình làm nóng nước đến một nhiệt độ nhất định. Bây giờ chúng ta đã hiểu các khái niệm, chúng ta có thể xác định nước sôi ở nhiệt độ nào.
Quy trình
Quá trình chuyển trạng thái tập hợp từ thể lỏng sang thể khí rất phức tạp. Và mặc dù mọi người không nhìn thấy nó, nhưng có 4 giai đoạn:
- Trong giai đoạn đầu, các bong bóng nhỏ hình thành ở đáy của vật chứa đã được làm nóng. Chúng cũng có thể được nhìn thấy ở hai bên hoặc trên mặt nước. Chúng được hình thành do sự giãn nở của các bong bóng khí,luôn được tìm thấy trong các vết nứt của bình chứa nơi nước được làm nóng.
- Ở giai đoạn thứ hai, thể tích của bong bóng tăng lên. Tất cả chúng bắt đầu nổi lên bề mặt, vì bên trong chúng có hơi nước bão hòa, nhẹ hơn nước. Khi nhiệt độ nung tăng lên, áp suất của các bong bóng tăng lên và chúng bị đẩy lên bề mặt do lực Archimedes đã biết. Có thể nghe thấy âm thanh sủi bọt đặc trưng khi các bong bóng liên tục nở ra và co lại.
- Trong giai đoạn thứ ba, có thể nhìn thấy một số lượng lớn bong bóng trên bề mặt. Điều này ban đầu tạo ra vẩn đục trong nước. Quá trình này thường được gọi là "đun sôi chìa khóa trắng", và nó kéo dài trong một khoảng thời gian ngắn.
- Ở giai đoạn thứ tư, nước sôi mạnh, trên bề mặt xuất hiện các bọt vỡ lớn, có thể bắn tung tóe. Thông thường, bắn tung tóe có nghĩa là chất lỏng đã đạt đến nhiệt độ tối đa. Hơi nước sẽ bắt đầu thoát ra khỏi nước.
Được biết, nước sôi ở nhiệt độ 100 độ, chỉ có thể ở giai đoạn thứ 4.
Nhiệt độ hơi
Hơi nước là một trong những trạng thái của nước. Khi nó đi vào không khí, giống như các khí khác, nó tạo ra một áp suất nhất định lên nó. Trong quá trình hóa hơi, nhiệt độ của hơi nước và nước không đổi cho đến khi toàn bộ chất lỏng thay đổi trạng thái kết tụ. Hiện tượng này có thể được giải thích là do khi đun sôi, tất cả năng lượng được sử dụng để chuyển nước thành hơi.
Ngay khi bắt đầu sôi, ẩmhơi bão hòa, sau khi bay hơi toàn bộ chất lỏng trở nên khô. Nếu nhiệt độ của nó bắt đầu vượt quá nhiệt độ của nước, thì hơi nước như vậy bị quá nhiệt và về đặc điểm của nó, nó sẽ gần với khí hơn.
Nước muối sôi
Thật thú vị khi biết nước có hàm lượng muối cao sôi ở nhiệt độ nào. Được biết, nó phải cao hơn do hàm lượng các ion Na + và Cl- trong thành phần chiếm diện tích giữa các phân tử nước. Thành phần hóa học của nước với muối này khác với chất lỏng trong lành thông thường.
Thực tế là trong nước muối có phản ứng hydrat hóa - quá trình gắn các phân tử nước với các ion muối. Liên kết giữa các phân tử nước ngọt yếu hơn so với liên kết được hình thành trong quá trình hydrat hóa, do đó, việc đun sôi chất lỏng với muối hòa tan sẽ lâu hơn. Khi nhiệt độ tăng lên, các phân tử trong nước chứa muối di chuyển nhanh hơn, nhưng trong số đó lại có ít hơn, đó là lý do tại sao va chạm giữa chúng ít xảy ra hơn. Kết quả là, lượng hơi nước được tạo ra ít hơn và do đó áp suất của nó thấp hơn so với đầu hơi của nước ngọt. Do đó, cần nhiều năng lượng hơn (nhiệt độ) để hóa hơi hoàn toàn. Trung bình, để đun sôi một lít nước có chứa 60 gam muối, cần phải tăng nhiệt độ sôi của nước lên 10% (tức là thêm 10 C).
Sự phụ thuộc của độ sôi vào áp suất
Được biết rằng ở trên núi, bất kể thành phần hóa học của nước, nhiệt độ sôi sẽ thấp hơn. Điều này là do thực tế là áp suất khí quyển ở độ caophía dưới. Áp suất bình thường được coi là 101,325 kPa. Với nó, nhiệt độ sôi của nước là 100 độ C. Nhưng nếu bạn leo lên một ngọn núi, nơi có áp suất trung bình là 40 kPa, thì nước ở đó sẽ sôi ở 75,88 C. Nhưng điều này không có nghĩa là việc nấu ăn trên núi sẽ mất gần một nửa thời gian. Để xử lý nhiệt các sản phẩm, cần có nhiệt độ nhất định.
Người ta tin rằng ở độ cao 500 mét so với mực nước biển, nước sẽ sôi ở 98,3 độ C, và ở độ cao 3000 mét, điểm sôi sẽ là 90 độ C.
Lưu ý rằng luật này cũng hoạt động theo hướng ngược lại. Nếu chất lỏng được đặt trong một bình kín mà hơi không thể đi qua, thì khi nhiệt độ tăng và hơi nước được hình thành, áp suất trong bình này sẽ tăng lên và sự sôi ở áp suất cao sẽ xảy ra ở nhiệt độ cao hơn. Ví dụ, ở áp suất 490,3 kPa, điểm sôi của nước sẽ là 151 C.
Nước cất sôi
Nước cất là nước tinh khiết không lẫn tạp chất. Nó thường được sử dụng cho các mục đích y tế hoặc kỹ thuật. Cho rằng không có tạp chất trong nước, nó không được sử dụng để nấu ăn. Có một điều thú vị là nước cất sôi nhanh hơn nước ngọt thông thường, nhưng nhiệt độ sôi vẫn giữ nguyên - 100 độ. Tuy nhiên, sự khác biệt về thời gian đun sôi sẽ là tối thiểu - chỉ là một phần của giây.
Trong ấm trà
Thường thì mọi người hay thắc mắcở nhiệt độ nào thì nước sôi trong ấm, vì chúng dùng các thiết bị này để đun sôi chất lỏng. Tính đến thực tế là áp suất khí quyển trong căn hộ bằng với tiêu chuẩn, và nước được sử dụng không chứa muối và các tạp chất khác không có ở đó, thì nhiệt độ sôi cũng sẽ đạt tiêu chuẩn - 100 độ. Nhưng nếu nước có chứa muối, thì nhiệt độ sôi, như chúng ta đã biết, sẽ cao hơn.
Kết
Bây giờ bạn đã biết nước sôi ở nhiệt độ nào, áp suất khí quyển và thành phần chất lỏng ảnh hưởng đến quá trình này như thế nào. Không có gì phức tạp trong việc này, và trẻ em nhận được thông tin như vậy ở trường. Điều chính cần nhớ là khi áp suất giảm, điểm sôi của chất lỏng cũng giảm và khi nó tăng lên, nó cũng tăng lên.
Trên Internet, bạn có thể tìm thấy nhiều bảng khác nhau chỉ ra sự phụ thuộc của điểm sôi của chất lỏng vào áp suất khí quyển. Chúng có sẵn cho tất cả mọi người và được sử dụng tích cực bởi học sinh, sinh viên và thậm chí cả giáo viên tại các viện.
