Vārīšanās definīcija
Vārīšanās ir process, kurā šķidrs stāvoklis tiek pārveidots gāzveida stāvoklī. Vārīšanās notiek, kad piesātinātā tvaika spiediens ir vienāds ar ārējā gaisa spiedienu (ārējā gaisa spiediens = atmosfēras spiediens). Šajā gadījumā mēs apspriedīsim tikai verdošu ūdeni. Ūdens piesātinātā tvaika spiediens ir tieši proporcionāls ūdens temperatūrai, jo augstāka ir ūdens temperatūra, jo lielāks ir ūdens piesātinātā tvaika spiediens. Kad mēs karsējam ūdeni, trauka apakšā parasti parādās mazi burbuļi. Burbuļu klātbūtne norāda uz pāreju no šķidruma uz gāzveida stāvokli. Ja piesātinātā tvaika spiediens burbulī ir mazāks par ārējā gaisa spiedienu, burbulis saraujas un sabrūk, pirms sasniedz virsmu. Burbulis sabrūk, jo ārējā gaisa stumšanas spēks ir lielāks nekā tvaika stumšanas spēks burbuļa iekšpusē. Ārējā gaisa spiediens ir lielāks nekā tvaika spiediens burbulī, tāpēc ārējam gaisam ir lielāks spēks (P = F/A).
Pieaugot ūdens temperatūrai, palielinās arī piesātinātā tvaika spiediens burbulī. Ja piesātinātā tvaika spiediens burbulī ir vienāds ar ārējā gaisa spiedienu vai lielāks par to, burbulis palielināsies un peldēs, līdz sasniegs virsmu. Pēc nonākšanas virsmā burbulis pārsprāgs, un burbuļa iekšpusē esošie ūdens tvaiki atbrīvosies no ūdens. Notiek vārīšanās process. Burbulis kļūst lielāks, jo tvaika stumšanas spēks burbuļa iekšpusē ir lielāks nekā ārējā gaisa stumšanas spēks.
Tvaika spiediens burbuļa iekšpusē ir lielāks nekā ārējā gaisa spiediens, tāpēc tvaiks burbuļa iekšpusē iedarbojas uz lielāku spēku. Burbulim palielinoties, palielinās arī tvaika tilpums, tāpēc tvaika blīvums samazinās. Tā kā tvaika blīvums samazinās (tvaika blīvums ir mazāks par ūdens blīvumu), burbulis var uzpeldēt virspusē. Tas ir līdzīgi kā sausa koksne vai korķis, kas peld uz ūdens virsmas. Sausa koksne vai korķis var peldēt, jo tā blīvums ir mazāks nekā ūdenim.
Ūdens piesātinātā tvaika spiediens
Pamatojoties uz iepriekš minēto skaidrojumu, mēs varam teikt, ka ūdens vārīšanās process notiek, kad ūdens piesātinātā tvaika spiediens ir vienāds ar vai lielāks par atmosfēras spiedienu. Tāpēc ūdens vārīšanās temperatūra ir ļoti atkarīga no atmosfēras spiediena. Jo zemāks atmosfēras spiediens, jo zemāka ir vārīšanās temperatūra. Un otrādi, jo augstāks ir atmosfēras spiediens, jo augstāka ir vārīšanās temperatūra. Parasti, jo augstāk virs jūras līmeņa tiek mērīta vieta, jo zemāks ir atmosfēras spiediens tur. Tāpēc var secināt, ka jo augstāk virs jūras līmeņa tiek mērīta vieta, jo zemāka ir vārīšanās temperatūra tur.
Vārīšanās temperatūra virsotnē ir zemāka nekā vārīšanās temperatūra pludmalē. Vārīšanās temperatūra kalna virsotnē ir zemāka nekā vārīšanās temperatūra zemienē. Ūdens, kas uzsildīts kalna virsotnē, vārās ātrāk nekā ūdens, kas uzsildīts pludmalē. Tomēr, ja rīsus vārāt kalna virsotnē, rīsu vārīšanās prasa ilgāku laiku, jo vārīšanās temperatūra ir zema, tāpēc ūdens vārās zemākā temperatūrā. Lai ātri pagatavotu, parasti izmanto spiediena katlu . Spiediena katla funkcija ir palielināt gaisa spiedienu, lai vārīšanās temperatūra kļūtu augstāka. Augsta viršanas temperatūra izraisa ūdens vārīšanos augstākā temperatūrā, tāpēc rīsi ātrāk mīkstina.
