Definitie van koken
Koken is het proces waarbij een vloeibare toestand overgaat in een gasvormige toestand. Koken vindt plaats wanneer de verzadigde dampdruk gelijk is aan de buitenluchtdruk (buitenluchtdruk = atmosferische druk). In dit voorbeeld bespreken we alleen kokend water. De verzadigde dampdruk van water is recht evenredig met de temperatuur van het water; hoe hoger de watertemperatuur, hoe hoger de verzadigde dampdruk. Wanneer we water verwarmen, verschijnen er meestal kleine belletjes op de bodem van de container. De aanwezigheid van belletjes duidt op een overgang van vloeistof naar gas. Als de verzadigde dampdruk in het belletje lager is dan de buitenluchtdruk, zal het belletje krimpen en instorten voordat het het oppervlak bereikt. Het belletje stort in omdat de duwkracht van de buitenlucht groter is dan de duwkracht van de damp in het belletje. De buitenluchtdruk is groter dan de dampdruk in het belletje, dus de buitenlucht heeft een grotere kracht (P = F/A).
Naarmate de watertemperatuur stijgt, neemt ook de verzadigde dampdruk in de bel toe. Als de verzadigde dampdruk in de bel gelijk is aan of groter is dan de buitenluchtdruk, zal de bel groter worden en drijven tot hij het oppervlak bereikt. Eenmaal aan het oppervlak barst de bel en komt de waterdamp in de bel vrij uit het water. Er vindt een kookproces plaats. De bel wordt groter omdat de duwkracht van de stoom in de bel groter is dan de duwkracht van de buitenlucht.
De dampdruk binnenin de bel is groter dan de externe luchtdruk, waardoor de damp binnenin de bel een grotere kracht uitoefent. Naarmate de bel groter wordt, neemt ook het volume van de damp toe, waardoor de dampdichtheid afneemt. Omdat de dampdichtheid afneemt (de dampdichtheid is lager dan de dichtheid van water), kan de bel naar het oppervlak drijven. Het is vergelijkbaar met droog hout of kurk dat op het wateroppervlak drijft. Droog hout of kurk kan drijven omdat de dichtheid ervan lager is dan die van water.
Verzadigde dampdruk van water
Op basis van bovenstaande uitleg kunnen we stellen dat het kookproces van water plaatsvindt wanneer de verzadigde dampdruk van het water gelijk is aan of groter is dan de atmosferische druk. Het kookpunt van water is daarom sterk afhankelijk van de atmosferische druk. Hoe lager de atmosferische druk, hoe lager het kookpunt. Omgekeerd geldt dat hoe hoger de atmosferische druk, hoe hoger het kookpunt. Over het algemeen geldt dat hoe hoger een locatie boven zeeniveau ligt, hoe lager de atmosferische druk daar is. Hieruit kan worden geconcludeerd dat hoe hoger een locatie boven zeeniveau ligt, hoe lager het kookpunt daar is.
Het kookpunt op de top van een berg ligt lager dan het kookpunt aan het strand. Het kookpunt op de top van een berg ligt lager dan het kookpunt in het laagland. Water dat op de top van een berg wordt verwarmd, kookt sneller dan water dat aan het strand wordt verwarmd. Als je echter rijst kookt op de top van een berg, duurt het langer voordat de rijst gaar is, omdat het kookpunt laag is en het water dus ook lager kookt. Om snel te koken, wordt meestal een snelkookpan gebruikt . Een snelkookpan verhoogt de luchtdruk, waardoor het kookpunt hoger wordt. Door het hogere kookpunt kookt het water bij een hogere temperatuur, waardoor de rijst sneller gaar wordt.
