تعریف جوشاندن
جوشیدن فرآیند تغییر حالت مایع به حالت گازی است. جوشیدن زمانی اتفاق میافتد که فشار بخار اشباع برابر با فشار هوای بیرون باشد (فشار هوای بیرون = فشار اتمسفر). در این مورد، ما فقط در مورد جوشاندن آب بحث خواهیم کرد. فشار بخار اشباع آب مستقیماً با دمای آب متناسب است، هرچه دمای آب بالاتر باشد، فشار بخار اشباع آب بیشتر است. وقتی آب را گرم میکنیم، معمولاً حبابهای کوچکی در ته ظرف ظاهر میشوند. وجود حبابها نشان دهنده تغییر از مایع به گاز است. اگر فشار بخار اشباع در حباب کمتر از فشار هوای بیرون باشد، حباب قبل از رسیدن به سطح، کوچک شده و فرو میریزد. حباب فرو میریزد زیرا نیروی رانش هوای بیرون بیشتر از نیروی رانش بخار داخل حباب است. فشار هوای بیرون بیشتر از فشار بخار در حباب است، بنابراین هوای بیرون نیروی بیشتری دارد (P = F/A).
با افزایش دمای آب، فشار بخار اشباع در حباب نیز افزایش مییابد. اگر فشار بخار اشباع در حباب برابر یا بیشتر از فشار هوای بیرون باشد، اندازه حباب افزایش مییابد و تا رسیدن به سطح آب شناور میماند. پس از رسیدن به سطح آب، حباب میترکد و بخار آب درون حباب از آب آزاد میشود. فرآیند جوشش رخ میدهد. حباب بزرگتر میشود زیرا نیروی رانش بخار درون حباب بیشتر از نیروی رانش هوای بیرون است.
فشار بخار درون حباب بیشتر از فشار هوای خارجی است، بنابراین بخار درون حباب نیروی بیشتری اعمال میکند. با بزرگتر شدن حباب، حجم بخار نیز افزایش مییابد، بنابراین چگالی بخار کاهش مییابد. از آنجا که چگالی بخار کاهش مییابد (چگالی بخار کمتر از چگالی آب است)، حباب میتواند روی سطح شناور شود. این شبیه به چوب خشک یا چوب پنبهای است که روی سطح آب شناور است. چوب خشک یا چوب پنبه میتوانند شناور شوند زیرا چگالی آنها کمتر از آب است.
فشار بخار اشباع آب
بر اساس توضیحات بالا، میتوان گفت که فرآیند جوشیدن آب زمانی رخ میدهد که فشار بخار اشباع آب برابر یا بیشتر از فشار اتمسفر باشد. بنابراین، نقطه جوش آب به شدت به فشار اتمسفر وابسته است. هرچه فشار اتمسفر کمتر باشد، نقطه جوش پایینتر است. برعکس، هرچه فشار اتمسفر بیشتر باشد، نقطه جوش بالاتر است. به طور کلی، هر چه مکانی بالاتر از سطح دریا اندازهگیری شود، فشار اتمسفر در آنجا کمتر است. بنابراین، میتوان نتیجه گرفت که هر چه مکانی بالاتر از سطح دریا اندازهگیری شود، نقطه جوش در آنجا پایینتر است.
نقطه جوش در قله کوه پایینتر از نقطه جوش در ساحل است. نقطه جوش در بالای کوه پایینتر از نقطه جوش در مناطق پست است. آبی که در بالای کوه گرم میشود، سریعتر از آبی که در ساحل گرم میشود، میجوشد. با این حال، اگر برنج را در بالای کوه بپزید، برنج به دلیل پایین بودن نقطه جوش، مدت زمان بیشتری برای پخت نیاز دارد، بنابراین آب در دمای پایینتری میجوشد. برای پخت سریع، معمولاً از زودپز استفاده میشود . زودپز طوری کار میکند که فشار هوا را افزایش میدهد تا دمای نقطه جوش بالاتر برود. دمای بالای نقطه جوش باعث میشود آب در دمای بالاتری بجوشد، بنابراین برنج سریعتر نرم میشود.