उबलना

उबलना एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें द्रव गैस में परिवर्तित होता है। उबलना तब होता है जब संतृप्त वाष्प दाब वायु दाब के बराबर होता है (वायु दाब = वायुमंडलीय दाब)। हम यहाँ केवल पानी के उबलने की बात करेंगे। पानी का संतृप्त वाष्प दाब पानी के तापमान के सीधे समानुपाती होता है; पानी का तापमान जितना अधिक होगा, संतृप्त वाष्प का दाब उतना ही अधिक होगा। जब हम पानी को गर्म करते हैं, तो बर्तन के तल पर आमतौर पर छोटे-छोटे बुलबुले दिखाई देते हैं। बुलबुलों की उपस्थिति द्रव के गैस में परिवर्तन का संकेत देती है। यदि बुलबुले के भीतर संतृप्त वाष्प दाब बाहरी वायु दाब से कम है, तो बुलबुला सतह तक पहुँचने से पहले ही सिकुड़कर विघटित हो जाएगा। बुलबुले इसलिए विघटित होते हैं क्योंकि बाहरी वायु का बल बुलबुले के भीतर की वाष्प के बल से अधिक होता है। बाहरी वायु दाब बुलबुले के भीतर वाष्प दाब से अधिक होता है, इसलिए बाहरी वायु का बल अधिक महत्वपूर्ण होता है (P = F / A)।

जैसे-जैसे पानी का तापमान बढ़ता है, बुलबुले में संतृप्त वाष्प का दबाव भी बढ़ता जाता है। यदि बुलबुले में संतृप्त वाष्प का दबाव बाहरी हवा के दबाव के बराबर या उससे अधिक हो जाता है, तो बुलबुला फैलकर सतह तक पहुँचने तक तैरता रहता है। सतह पर पहुँचने के बाद, बुलबुले टूट जाते हैं और बुलबुले में मौजूद जल वाष्प पानी से अलग हो जाती है। इस प्रकार उबलने की प्रक्रिया शुरू होती है। बुलबुले अधिक स्पष्ट दिखाई देते हैं क्योंकि बुलबुले में लगने वाला बल बाहरी हवा के बल से अधिक होता है। बुलबुले में वाष्प दाब बाहरी हवा के दाब से अधिक होता है, जिससे बुलबुले के अंदर की भाप पर अधिक बल लगता है। जैसे-जैसे बुलबुले बढ़ते हैं, भाप का आयतन भी बढ़ता है, जिससे वाष्प का घनत्व कम हो जाता है। वाष्प का घनत्व कम होने के कारण (वाष्प का घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है), बुलबुले सतह पर तैरने लगते हैं। यह सूखी लकड़ी या कॉर्क के समान है जो पानी की सतह पर तैरती है। सूखी लकड़ी या कॉर्क इसलिए तैरती है क्योंकि उनका घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है।

ऊपर दिए गए विवरण के आधार पर, हम कह सकते हैं कि उबलने की प्रक्रिया तब होती है जब जल वाष्प का दाब वायुमंडलीय दाब के बराबर या उससे अधिक होता है। इस प्रकार, जल का क्वथनांक वायुमंडलीय दाब पर बहुत अधिक निर्भर करता है। वायुमंडलीय दाब जितना कम होगा, क्वथनांक उतना ही कम होगा। इसके विपरीत, वायुमंडलीय दाब जितना अधिक होगा, क्वथनांक उतना ही अधिक होगा। आमतौर पर, समुद्र तल से किसी स्थान की ऊंचाई जितनी अधिक होती है, वहां का परमाणु दाब उतना ही कम होता है। इसलिए, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि समुद्र तल से किसी क्षेत्र की ऊंचाई जितनी अधिक होगी, वहां का क्वथनांक उतना ही कम होगा। पहाड़ी पर क्वथनांक समुद्र तट की तुलना में कम होता है। पर्वतों की चोटियों पर क्वथनांक मैदानी इलाकों की तुलना में कम होता है। पर्वत की चोटी पर गर्म किया गया पानी समुद्र तट पर गर्म किए गए पानी की तुलना में जल्दी उबलता है। लेकिन यदि आप पर्वत की चोटी पर चावल पकाते हैं, तो चावल पकने में अधिक समय लगता है क्योंकि क्वथनांक कम होता है। जल्दी पकाने के लिए, आमतौर पर प्रेशर कुकर का उपयोग किया जाता है। प्रेशर कुकर वायु दाब को बढ़ाकर क्वथनांक को बढ़ाता है। उच्च क्वथनांक के कारण जल का क्वथनांक भी उच्च हो जाता है।