Krenje je proces promjene agregatnog stanja supstance. Kada govorimo o vodi, mislimo na promjenu iz tečnosti u paru. Važno je napomenuti da ključanje nije isparavanje, koje se može dogoditi čak i na sobnoj temperaturi. Također, nemojte brkati s ključanjem, što je proces zagrijavanja vode do određene temperature. Sada kada razumijemo koncepte, možemo odrediti na kojoj temperaturi voda ključa.
Proces
Proces transformacije agregatnog stanja iz tečnog u gasovito je složen. I iako ljudi to ne vide, postoje 4 faze:
- U prvoj fazi formiraju se mali mehurići na dnu zagrejane posude. Mogu se vidjeti i sa strane ili na površini vode. Nastaju zbog širenja mjehurića zraka,koji se uvek nalaze u pukotinama posude u kojoj se zagreva voda.
- U drugoj fazi, volumen mjehurića se povećava. Svi oni počinju juriti na površinu, jer se unutar njih nalazi zasićena para, koja je lakša od vode. Sa povećanjem temperature zagrijavanja, pritisak mjehurića raste, a oni se guraju na površinu zahvaljujući dobro poznatoj Arhimedovoj sili. Može se čuti karakterističan zvuk žuborenja dok se mjehurići neprestano šire i skupljaju.
- U trećoj fazi, veliki broj mjehurića se može vidjeti na površini. Ovo u početku stvara zamućenost u vodi. Ovaj proces se popularno naziva "kuhanje bijelog ključa", i traje kratko.
- U četvrtoj fazi voda intenzivno ključa, na površini se pojavljuju veliki mehurići koji pucaju, moguće je prskanje. Najčešće prskanje znače da je tečnost dostigla svoju maksimalnu temperaturu. Para će početi da izlazi iz vode.
Poznato je da voda ključa na temperaturi od 100 stepeni, što je moguće samo u četvrtoj fazi.
temperatura pare
Para je jedno od stanja vode. Kada uđe u vazduh, tada, kao i drugi gasovi, vrši određeni pritisak na njega. Tokom isparavanja, temperatura pare i vode ostaje konstantna sve dok cijela tekućina ne promijeni svoje agregacijsko stanje. Ovaj fenomen se može objasniti činjenicom da se pri ključanju sva energija troši na pretvaranje vode u paru.
Na samom početku ključanja, vlažnazasićena para, koja nakon isparavanja sve tečnosti postaje suha. Ako njena temperatura počne da prelazi temperaturu vode, tada se takva para pregrijava, a po svojim karakteristikama bit će bliža plinu.
Kupava slana voda
Zanimljivo je znati na kojoj temperaturi ključa voda sa visokim sadržajem soli. Poznato je da bi trebao biti veći zbog sadržaja Na+ i Cl- jona u sastavu, koji zauzimaju prostor između molekula vode. Ovaj hemijski sastav vode sa soli razlikuje se od uobičajene svježe tečnosti.
Činjenica je da u slanoj vodi dolazi do reakcije hidratacije - procesa vezivanja molekula vode za jone soli. Veza između molekula slatke vode je slabija od onih koje nastaju tokom hidratacije, tako da će ključanje tečnosti sa otopljenom solju trajati duže. Kako temperatura raste, molekuli u vodi koja sadrži sol kreću se brže, ali ih je sve manje, zbog čega se sudari među njima rjeđe javljaju. Kao rezultat, proizvodi se manje pare i njen pritisak je stoga niži od glave pare slatke vode. Stoga je za potpuno isparavanje potrebno više energije (temperature). U prosjeku, da bi prokuhao jedan litar vode koja sadrži 60 grama soli, potrebno je podići tačku ključanja vode za 10% (odnosno za 10 C).
Zavisnosti ključanja od pritiska
Poznato je da će u planinama, bez obzira na hemijski sastav vode, tačka ključanja biti niža. To je zbog činjenice da je atmosferski pritisak na nadmorskoj visiniispod. Normalnim pritiskom se smatra 101,325 kPa. Sa njim, tačka ključanja vode je 100 stepeni Celzijusa. Ali ako se popnete na planinu, gdje je pritisak u prosjeku 40 kPa, tada će voda tamo ključati na 75,88 C. Ali to ne znači da će kuhanje u planinama trajati skoro pola vremena. Za termičku obradu proizvoda potrebna je određena temperatura.
Vjeruje se da će na nadmorskoj visini od 500 metara voda ključati na 98,3 C, a na visini od 3000 metara tačka ključanja će biti 90 C.
Imajte na umu da ovaj zakon također radi u suprotnom smjeru. Ako se tečnost stavi u zatvorenu tikvicu kroz koju para ne može da prođe, onda kako temperatura raste i nastaje para, pritisak u ovoj boci će porasti, a ključanje pri povišenom pritisku će se desiti na višoj temperaturi. Na primjer, pri pritisku od 490,3 kPa, tačka ključanja vode će biti 151 C.
Kupa destilovana voda
Destilovana voda je pročišćena voda bez ikakvih nečistoća. Često se koristi u medicinske ili tehničke svrhe. S obzirom da u takvoj vodi nema nečistoća, ona se ne koristi za kuvanje. Zanimljivo je napomenuti da destilovana voda ključa brže od obične slatke vode, ali tačka ključanja ostaje ista - 100 stepeni. Međutim, razlika u vremenu ključanja bit će minimalna - samo djelić sekunde.
U čajniku
Često se ljudi pitajuna kojoj temperaturi ključa voda u kotliću, jer upravo te uređaje koriste za prokuvavanje tečnosti. Uzimajući u obzir činjenicu da je atmosferski pritisak u stanu jednak standardnom, a voda koja se koristi ne sadrži soli i druge nečistoće kojih ne bi trebalo biti, tada će i tačka ključanja biti standardna - 100 stepeni. Ali ako voda sadrži sol, tada će tačka ključanja, kao što već znamo, biti viša.
Zaključak
Sada znate na kojoj temperaturi voda ključa i kako atmosferski pritisak i sastav tečnosti utiču na ovaj proces. U tome nema ništa komplikovano, a takve informacije djeca dobijaju u školi. Glavna stvar koju treba zapamtiti je da kako pritisak opada, tačka ključanja tečnosti se takođe smanjuje, a kako raste, ona se takođe povećava.
Na internetu možete pronaći mnogo različitih tabela koje ukazuju na zavisnost tačke ključanja tečnosti od atmosferskog pritiska. Dostupni su svima i aktivno ih koriste školarci, studenti, pa čak i nastavnici na institutima.
