การต้ม

นิยามของการต้ม

การเดือดคือกระบวนการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นก๊าซ การเดือดเกิดขึ้นเมื่อความดันไออิ่มตัวเท่ากับความดันอากาศภายนอก (ความดันอากาศภายนอก = ความดันบรรยากาศ) ในที่นี้เราจะกล่าวถึงเฉพาะน้ำเดือดเท่านั้น ความดันไออิ่มตัวของน้ำแปรผันตรงกับอุณหภูมิของน้ำ ยิ่งอุณหภูมิของน้ำสูงขึ้น ความดันไออิ่มตัวของน้ำก็จะยิ่งมากขึ้น เมื่อเราให้ความร้อนแก่น้ำ มักจะมีฟองอากาศเล็กๆ ปรากฏขึ้นที่ก้นภาชนะ การมีฟองอากาศแสดงว่ามีการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นก๊าซ หากความดันไออิ่มตัวในฟองอากาศน้อยกว่าความดันอากาศภายนอก ฟองอากาศจะหดตัวและยุบตัวลงก่อนที่จะถึงผิวน้ำ ฟองอากาศยุบตัวลงเนื่องจากแรงดันของอากาศภายนอกมากกว่าแรงดันของไอน้ำภายในฟองอากาศ ความดันอากาศภายนอกมากกว่าความดันไอในฟองอากาศ ดังนั้นอากาศภายนอกจึงมีแรงมากกว่า (P = F/A)

เมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น ความดันไออิ่มตัวในฟองอากาศก็จะเพิ่มขึ้นด้วย หากความดันไออิ่มตัวในฟองอากาศเท่ากับหรือมากกว่าความดันอากาศภายนอก ฟองอากาศจะขยายขนาดและลอยขึ้นไปจนถึงผิวน้ำ หลังจากถึงผิวน้ำแล้ว ฟองอากาศจะแตกออก และไอน้ำภายในฟองอากาศจะถูกปล่อยออกมาจากน้ำ กระบวนการเดือดเกิดขึ้น ฟองอากาศจะใหญ่ขึ้นเนื่องจากแรงดันของไอน้ำภายในฟองอากาศมีมากกว่าแรงดันของอากาศภายนอก

ความดันไอภายในฟองอากาศมีมากกว่าความดันอากาศภายนอก ดังนั้นไอภายในฟองอากาศจึงออกแรงมากกว่า เมื่อฟองอากาศขยายใหญ่ขึ้น ปริมาตรของไอจะเพิ่มขึ้นด้วย ทำให้ความหนาแน่นของไอลดลง เนื่องจากความหนาแน่นของไอลดลง (ความหนาแน่นของไอน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ) ฟองอากาศจึงสามารถลอยขึ้นสู่ผิวน้ำได้ คล้ายกับไม้แห้งหรือจุกไม้ก๊อกที่ลอยอยู่บนผิวน้ำ ไม้แห้งหรือจุกไม้ก๊อกลอยได้เพราะความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ

ความดันไออิ่มตัวของน้ำ

จากคำอธิบายข้างต้น เราสามารถกล่าวได้ว่า กระบวนการเดือดของน้ำเกิดขึ้นเมื่อความดันไออิ่มตัวของน้ำเท่ากับหรือมากกว่าความดันบรรยากาศ ดังนั้น จุดเดือดของน้ำจึงขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศเป็นอย่างมาก ยิ่งความดันบรรยากาศต่ำ จุดเดือดก็ยิ่งต่ำ ในทางกลับกัน ยิ่งความดันบรรยากาศสูง จุดเดือดก็ยิ่งสูง โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งวัดตำแหน่งเหนือระดับน้ำทะเลสูงเท่าไร ความดันบรรยากาศก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า ยิ่งวัดตำแหน่งเหนือระดับน้ำทะเลสูงเท่าไร จุดเดือดก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

จุดเดือดบนยอดเขานั้นต่ำกว่าจุดเดือดที่ชายหาด น้ำที่อุ่นบนยอดเขาจะเดือดเร็วกว่าน้ำที่อุ่นที่ชายหาด อย่างไรก็ตาม หากคุณหุงข้าวบนยอดเขา ข้าวจะใช้เวลานานกว่าในการสุก เพราะจุดเดือดต่ำ ดังนั้นอุณหภูมิน้ำจึงต่ำ เพื่อหุงข้าวให้เร็วขึ้น มักใช้ หม้อความดันหม้อความดันทำงานโดยการเพิ่มความดันอากาศ ทำให้จุดเดือดสูงขึ้น อุณหภูมิจุดเดือดที่สูงขึ้นทำให้น้ำเดือดที่อุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้ข้าวสุกเร็วขึ้น