Definicija vrenja
Vrenje je proces promjene tekućeg u plinovito stanje. Vrenje se događa kada je tlak zasićene pare jednak vanjskom tlaku zraka (vanjski tlak zraka = atmosferski tlak). Ovom prilikom ćemo raspravljati samo o kipućoj vodi. Tlak zasićene pare vode izravno je proporcionalan temperaturi vode, što je temperatura vode viša, to je veći tlak zasićene pare vode. Kada zagrijavamo vodu, na dnu posude obično se pojavljuju mali mjehurići. Prisutnost mjehurića ukazuje na promjenu iz tekućine u plin. Ako je tlak zasićene pare u mjehuriću manji od vanjskog tlaka zraka, mjehurić će se smanjiti i srušiti prije nego što stigne na površinu. Mjehurić se sruši jer je sila potiska vanjskog zraka veća od sile potiska pare unutar mjehurića. Tlak vanjskog zraka veći je od tlaka pare u mjehuriću, pa vanjski zrak ima veću silu (P = F/A).
Kako temperatura vode raste, povećava se i tlak zasićene pare u mjehuriću. Ako je tlak zasićene pare u mjehuriću jednak ili veći od tlaka vanjskog zraka, mjehurić će se povećavati i plutati dok ne dosegne površinu. Nakon dolaska na površinu, mjehurić će puknuti i vodena para unutar mjehurića će se osloboditi iz vode. Dolazi do procesa vrenja. Mjehurić se povećava jer je sila potiska pare unutar mjehurića veća od sile potiska vanjskog zraka.
Tlak pare unutar mjehurića veći je od vanjskog tlaka zraka, pa para unutar mjehurića djeluje većom silom. Kako mjehurić raste, povećava se i volumen pare, pa se gustoća pare smanjuje. Budući da se gustoća pare smanjuje (gustoća pare je manja od gustoće vode), mjehurić može plutati na površinu. Slično je suhom drvu ili plutu koji plutaju na površini vode. Suho drvo ili pluto mogu plutati jer im je gustoća manja od gustoće vode.
Tlak zasićene pare vode
Na temelju gore navedenog objašnjenja možemo reći da proces vrenja vode nastaje kada je tlak zasićene pare vode jednak ili veći od atmosferskog tlaka. Stoga je vrelište vode uvelike ovisno o atmosferskom tlaku. Što je niži atmosferski tlak, to je niže vrelište. Obrnuto, što je viši atmosferski tlak, to je više vrelište. Općenito, što je lokacija viša iznad razine mora, to je tamo niži atmosferski tlak. Stoga se može zaključiti da što je lokacija viša iznad razine mora, to je tamo niže vrelište.
Vrelište na vrhu je niže od vrelišta na plaži. Vrelište na vrhu planine niže je od vrelišta u nizinama. Voda zagrijana na vrhu planine ključa brže od vode zagrijane na plaži. Međutim, ako kuhate rižu na vrhu planine, riži treba dulje da se kuha jer je vrelište nisko, pa je i temperatura vrelišta vode niska. Za brzo kuhanje obično se koristi ekspres lonac . Ekspres lonac djeluje tako da povećava tlak zraka tako da temperatura vrelišta postane viša. Visoka temperatura vrelišta uzrokuje da voda ključa na višoj temperaturi, pa riža brže omekša.
