Температура кипіння води. Дивовижні властивості звичного речовини
З процесом кипіння води людині доводиться стикатися щодня. Оксид водню є чи не найбільш затребуваним речовиною в нашому житті, але чи все ми знаємо про його властивості? Що ж відбувається з з'єднанням, яке в кількості вісімдесяти відсотків входить до складу людського організму, в час, коли обпалюють бульбашки наповнюють чашку, і Ви в передчутті приємного чаювання готуєте все для цієї церемонії.
Згадуючи шкільний курс фізики, ми можемо легко дати пояснення, як лід перетворюється на рідину, і як з'являється пар. Але от про відмінність кипіння і випаровування відповісти з ходу зможе не кожен. А адже відповідь на це питання лежить на поверхні. Його простота і навіть якийсь глибинний сенс змушують в черговий раз віддати данину розумності Природи.
Випаровування і конденсування рідини відбувається безперервно і постійно. Але ось, коли температура досягає певної критичної точки, що згадується в літературі, як температура кипіння води, процес набуває високу інтенсивність. Під час кипіння молекули води переходять у стан пара не тільки з поверхні, але і по всьому об'єму рідини. Візуально ми спостерігаємо, як бульбашки пари утворюються всередині чайника і швидко спрямовуються вгору.
Для кожної речовини цієї критичної точці відповідає своя температура при певному тиску. Нормальними умовами на рівні моря вважається тиск в 100 кПа, температура кипіння води в даних умовах досягає класичних показників в 100 ° С. Піднявшись нагору на 4000 м ми переходимо в умови, коли тиск падає і його величина досягає 60 кПа. Температура кипіння води в горах нижче, ніж біля її підніжжя, а для умов, зазначених у прикладі, вона досягає близько 85 ° С.
Туристи, вирушаючи в тривалу подорож в гори, залишають внизу звичні чайники і каструлі. З собою вони беруть спеціальні «скороварки». Замкнутий простір провокує підвищення тиску за рахунок надлишку тиску пари, в результаті підвищується температура кипіння води, і можна сміливо готувати звичні продукти.
Впливає на фізичні властивості речовини його чистота. Наявність домішок призводить до зміни температури закипання. Коли в рідині розчиняється летюча речовина, температура кипіння води сповзає вниз, в іншому випадку вода закипає при більш високій температурі.
Існує безліч цікавих і незвичайних властивостей води, про які ми навіть і не здогадувалися. Експерименти з кип'яченою і звичайною водою призводять до цікавих результатів. Так вельми парадоксально звучить, але залишається визнаним фактом те, що окріп замерзне швидше, ніж звичайна вода. Також швидше закипає вода, раніше поддавшаяся кипячению, що не значно, але впливає на температуру кипіння (замерзання) наявність у воді кухонної солі.
Кожен з вищевказаних фактів можна перевірити в умовах звичайної кухні, обладнаної газовою плитою і холодильником. Зовсім інша справа визначити, чому дорівнює температура кипіння води у вакуумі, дослідним шляхом. Адже теоретично в умовах вакууму вода закипить при кімнатній температурі.
Але ж для проведення цього експерименту буде потрібно зовсім нескладне обладнання. Запасёмся звичайним одноразовим шприцом і шматочком пластиліну. Заходи щодо підготовки до проведення досвіду зажадають зробити нескладну маніпуляцію з голкою. Різким, впевненим рухом обламуються сталеву її частина, отвір затикаємо пластиліном. Заливаємо в шприц води на десяту частину обсягу, видаляємо повітря і одягаємо підготовлену голку на своє «штатне місце», установка для дослідів з вакуумом готова.
Якщо різко отдернуть поршень назад, то частина води перетвориться в пару з інтенсивністю повноцінного кипіння, і це в умовах кімнати з температурою повітря близько 20 ° С. Подаючи поршень вперед, ми можемо спостерігати, як пара перетворюється в рідину.
На прикладі властивостей води ми ще раз переконуємося, скільки цікавого та незвичайного можуть зберігати самі повсякденні явища природи.