Чому в горах вода закипає швидше?

Вода, нагріта на рівні моря до 100 ° С (212 ° F), починає кипіти. Це означає, що всередині об’єму рідини відбувається утворення бульбашок водяної пари і підйом їх до поверхні. Вода закипає, бо при даній температурі тиск насичення водяної пари злегка перевищує атмосферний тиск.

На великих висотах над рівнем моря атмосферний тиск істотно зменшується і вода кипить при більш низьких температурах. І навпаки, якщо тиск над рідиною збільшується, наприклад, коли вода знаходиться нижче рівня моря або в скороварці, кипіння відбувається при більш високій температурі. Ілюстрація під текстом показує температури кипіння на різних висотах над рівнем моря.

Фактор тепла і висоти

Близький графік праворуч показує взаємозв’язок між тиском насиченої пари і температурою. При високих температурах тиск насиченої пари швидко зростає. Вода закипає, коли тиск насиченої пари починає злегка перевищувати атмосферний тиск. Саме тому при падінні атмосферного тиску зменшується і температура кипіння. На далекому графіку праворуч наведена залежність температури кипіння води від висоти над рівнем моря. Чим більше висота, тим нижче температура, при якій вода починає кипіти.

Кінетична енергія

У процесі переходу води в газоподібний стан важливу роль відіграє кінетична енергія (енергія руху) молекул. Коли енергетичний рівень високий, багато молекули випаровуються, розриваючи зв’язку, що утримують їх в рідкому стані. При низькому тиску (верхній малюнок під текстом) молекули набувають достатньо енергії для формування газових бульбашок кипіння без додавання великої кількості тепла. Ближче до рівня моря необхідно більше тепла (червона стрілка на нижньому малюнку під текстом), щоб пароутворення мало місце.

Зменшення часу приготування їжі

У скороварках, як, наприклад, тієї, що показана на малюнку справа, створюється постійне підвищений тиск. На рівні моря ці герметичні каструлі збільшують температуру кипіння води до 121 ° С (250 ° F). Більш висока температура кипіння означає, що продукти будуть готуватися швидше, заощаджуючи час.

На поздовжніх розрізах вгорі показані механізми скороварки, що попереджають надмірне підвищення тиску. Всі вони – запобіжний клапан (лівий малюнок), регулятор тиску (середній малюнок) і ущільнення обідка (правий малюнок) – допомагають контролювати тиск шляхом випуску пари в атмосферу.

Посилання на основну публікацію