Ορισμός του βρασμού
Ο βρασμός είναι η διαδικασία μετατροπής μιας υγρής κατάστασης σε αέρια κατάσταση. Ο βρασμός συμβαίνει όταν η τάση κορεσμένων ατμών είναι ίση με την πίεση του εξωτερικού αέρα (πίεση εξωτερικού αέρα = ατμοσφαιρική πίεση). Σε αυτή την περίπτωση θα συζητήσουμε μόνο το βραστό νερό. Η τάση κορεσμένων ατμών του νερού είναι άμεσα ανάλογη με τη θερμοκρασία του νερού. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του νερού, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση κορεσμένων ατμών του νερού. Όταν θερμαίνουμε το νερό, συνήθως εμφανίζονται μικρές φυσαλίδες στον πυθμένα του δοχείου. Η παρουσία φυσαλίδων υποδηλώνει μια αλλαγή από υγρό σε αέριο. Εάν η τάση κορεσμένων ατμών στη φυσαλίδα είναι μικρότερη από την πίεση του εξωτερικού αέρα, η φυσαλίδα θα συρρικνωθεί και θα καταρρεύσει πριν φτάσει στην επιφάνεια. Η φυσαλίδα καταρρέει επειδή η δύναμη ώθησης του εξωτερικού αέρα είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη ώθησης του ατμού μέσα στη φυσαλίδα. Η πίεση του εξωτερικού αέρα είναι μεγαλύτερη από την πίεση ατμών στη φυσαλίδα, επομένως ο εξωτερικός αέρας ασκεί μεγαλύτερη δύναμη (P = F/A).
Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του νερού, αυξάνεται και η τάση κορεσμένων ατμών στη φυσαλίδα. Εάν η τάση κορεσμένων ατμών στη φυσαλίδα είναι ίση ή μεγαλύτερη από την πίεση του εξωτερικού αέρα, η φυσαλίδα θα αυξηθεί σε μέγεθος και θα επιπλέει μέχρι να φτάσει στην επιφάνεια. Αφού φτάσει στην επιφάνεια, η φυσαλίδα θα σκάσει και οι υδρατμοί μέσα στη φυσαλίδα θα απελευθερωθούν από το νερό. Πραγματοποιείται μια διαδικασία βρασμού. Η φυσαλίδα μεγαλώνει επειδή η δύναμη ώθησης του ατμού μέσα στη φυσαλίδα είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη ώθησης του εξωτερικού αέρα.
Η πίεση ατμών μέσα στη φυσαλίδα είναι μεγαλύτερη από την πίεση του εξωτερικού αέρα, επομένως ο ατμός μέσα στη φυσαλίδα ασκεί μεγαλύτερη δύναμη. Καθώς η φυσαλίδα μεγαλώνει, ο όγκος του ατμού αυξάνεται επίσης, επομένως η πυκνότητα των ατμών μειώνεται. Επειδή η πυκνότητα των ατμών μειώνεται (η πυκνότητα των ατμών είναι μικρότερη από την πυκνότητα του νερού), η φυσαλίδα μπορεί να επιπλεύσει στην επιφάνεια. Είναι παρόμοιο με το ξηρό ξύλο ή φελλό που επιπλέει στην επιφάνεια του νερού. Το ξηρό ξύλο ή φελλός μπορεί να επιπλεύσει επειδή η πυκνότητά του είναι μικρότερη από αυτή του νερού.
Κορεσμένη τάση ατμών νερού
Με βάση την παραπάνω εξήγηση, μπορούμε να πούμε ότι η διαδικασία βρασμού του νερού συμβαίνει όταν η τάση κορεσμένων ατμών του νερού είναι ίση ή μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική πίεση. Επομένως, το σημείο βρασμού του νερού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ατμοσφαιρική πίεση. Όσο χαμηλότερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση, τόσο χαμηλότερο είναι το σημείο βρασμού. Αντίθετα, όσο υψηλότερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση, τόσο υψηλότερο είναι το σημείο βρασμού. Γενικά, όσο υψηλότερα μετράται μια τοποθεσία πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, τόσο χαμηλότερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση εκεί. Επομένως, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι όσο υψηλότερα μετράται μια τοποθεσία πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, τόσο χαμηλότερο είναι το σημείο βρασμού εκεί.
Σούχου Το σημείο βρασμού στην κορυφή είναι χαμηλότερο από το σημείο βρασμού στην παραλία. Το σημείο βρασμού στην κορυφή του βουνού είναι χαμηλότερο από το σημείο βρασμού στα πεδινά. Το νερό που θερμαίνεται στην κορυφή του βουνού βράζει γρηγορότερα από το νερό που θερμαίνεται στην παραλία. Αλλά αν μαγειρέψετε ρύζι στην κορυφή του βουνού, το ρύζι χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να μαγειρευτεί επειδή το σημείο βρασμού είναι χαμηλότερο, επομένως η θερμοκρασία βρασμού του νερού είναι χαμηλότερη. Για γρήγορο μαγείρεμα, συνήθως χρησιμοποιείται χύτρα ταχύτητοςΜια χύτρα ταχύτητας αυξάνει την πίεση του αέρα, αυξάνοντας το σημείο βρασμού. Ένα υψηλό σημείο βρασμού κάνει το νερό να βράζει πιο γρήγορα, μαλακώνοντας το ρύζι.
