उकळणे

उकळण्याची व्याख्या

उकळणे म्हणजे द्रव अवस्थेचे वायू अवस्थेत रूपांतर होण्याची प्रक्रिया आहे. जेव्हा संतृप्त बाष्प दाब बाहेरील हवेच्या दाबाएवढा असतो (बाहेरील हवेचा दाब = वातावरणीय दाब), तेव्हा उकळण्याची क्रिया होते. या प्रसंगी आपण फक्त उकळणाऱ्या पाण्याबद्दल चर्चा करणार आहोत. पाण्याचा संतृप्त बाष्प दाब पाण्याच्या तापमानाशी समप्रमाणात असतो, पाण्याचे तापमान जितके जास्त, तितका पाण्याचा संतृप्त बाष्प दाब जास्त असतो. जेव्हा आपण पाणी गरम करतो, तेव्हा सामान्यतः भांड्याच्या तळाशी लहान बुडबुडे दिसतात. बुडबुड्यांची उपस्थिती द्रवाचे वायूमध्ये रूपांतर झाल्याचे दर्शवते. जर बुडबुड्यामधील संतृप्त बाष्प दाब बाहेरील हवेच्या दाबापेक्षा कमी असेल, तर तो बुडबुडा पृष्ठभागावर पोहोचण्यापूर्वीच आकुंचन पावून फुटून जाईल. बुडबुडा फुटतो कारण बाहेरील हवेची ढकलण्याची शक्ती बुडबुड्याच्या आतील वाफेच्या ढकलण्याच्या शक्तीपेक्षा जास्त असते. बाहेरील हवेचा दाब बुडबुड्यामधील बाष्प दाबापेक्षा जास्त असतो, त्यामुळे बाहेरील हवेची शक्ती जास्त असते (P = F/A).

जसजसे पाण्याचे तापमान वाढते, तसतसा बुडबुड्यामधील संतृप्त बाष्पाचा दाबही वाढतो. जर बुडबुड्यामधील संतृप्त बाष्पाचा दाब बाहेरील हवेच्या दाबाएवढा किंवा त्यापेक्षा जास्त असेल, तर बुडबुडा आकाराने मोठा होतो आणि पृष्ठभागावर पोहोचेपर्यंत तरंगत राहतो. पृष्ठभागावर पोहोचल्यानंतर, बुडबुडा फुटतो आणि त्यातील पाण्याची वाफ पाण्यातून बाहेर पडते. येथे उकळण्याची प्रक्रिया घडते. बुडबुड्याच्या आतील वाफेची ढकलण्याची शक्ती बाहेरील हवेच्या ढकलण्याच्या शक्तीपेक्षा जास्त असल्यामुळे बुडबुडा मोठा होतो.

बुडबुड्याच्या आतील बाष्पाचा दाब बाहेरील हवेच्या दाबापेक्षा जास्त असतो, त्यामुळे बुडबुड्याच्या आतील बाष्प अधिक बल लावते. जसा बुडबुडा मोठा होतो, तसे बाष्पाचे आकारमानही वाढते, त्यामुळे बाष्पाची घनता कमी होते. बाष्पाची घनता कमी झाल्यामुळे (बाष्पाची घनता पाण्याच्या घनतेपेक्षा कमी असते), बुडबुडा पृष्ठभागावर तरंगू शकतो. हे पाण्यावर तरंगणाऱ्या सुक्या लाकडासारखे किंवा कॉर्कसारखे आहे. सुके लाकूड किंवा कॉर्क तरंगू शकतात कारण त्यांची घनता पाण्यापेक्षा कमी असते.

पाण्याचा संतृप्त बाष्प दाब

वरील स्पष्टीकरणाच्या आधारे आपण असे म्हणू शकतो की, जेव्हा पाण्याचा संतृप्त बाष्प दाब वातावरणीय दाबाएवढा किंवा त्यापेक्षा जास्त असतो, तेव्हा पाणी उकळण्याची प्रक्रिया घडते. त्यामुळे, पाण्याचा उत्कलन बिंदू हा वातावरणीय दाबावर मोठ्या प्रमाणावर अवलंबून असतो. वातावरणीय दाब जितका कमी, तितका उत्कलन बिंदू कमी. याउलट, वातावरणीय दाब जितका जास्त, तितका उत्कलन बिंदू जास्त. सर्वसाधारणपणे, एखादे ठिकाण समुद्रसपाटीपासून जितके उंच असेल, तेथील वातावरणीय दाब तितका कमी असतो. म्हणून, असा निष्कर्ष काढता येतो की, एखादे ठिकाण समुद्रसपाटीपासून जितके उंच असेल, तेथील उत्कलन बिंदू तितका कमी असतो.

शिखरावरील उत्कलन बिंदू समुद्रकिनाऱ्यावरील उत्कलन बिंदूपेक्षा कमी असतो. पर्वताच्या शिखरावरील उत्कलन बिंदू सखल भागातील उत्कलन बिंदूपेक्षा कमी असतो. पर्वताच्या शिखरावर गरम केलेले पाणी समुद्रकिनाऱ्यावर गरम केलेल्या पाण्यापेक्षा लवकर उकळते. तथापि, जर तुम्ही पर्वताच्या शिखरावर भात शिजवला, तर भात शिजायला जास्त वेळ लागतो कारण तेथील उत्कलन बिंदू कमी असतो, त्यामुळे पाण्याचे उत्कलन तापमानही कमी असते. लवकर शिजवण्यासाठी, सामान्यतः प्रेशर कुकरचा वापर केला जातो . प्रेशर कुकर हवेचा दाब वाढवण्याचे काम करतो, जेणेकरून उत्कलन बिंदूचे तापमान वाढते. या उच्च उत्कलन बिंदूच्या तापमानामुळे पाणी जास्त तापमानावर उकळते, त्यामुळे भात अधिक लवकर मऊ होतो.