การต้ม

การเดือดเป็นกระบวนการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นแก๊ส การเดือดเกิดขึ้นเมื่อความดันไออิ่มตัวเท่ากับความดันอากาศ (ความดันอากาศ = ความดันบรรยากาศ) เราจะกล่าวถึงเฉพาะน้ำเดือดเท่านั้น ความดันไออิ่มตัวของน้ำแปรผันตรงกับอุณหภูมิของน้ำ ยิ่งอุณหภูมิของน้ำสูงขึ้น ความดันไออิ่มตัวก็จะยิ่งสูงขึ้น เมื่อเราให้ความร้อนแก่น้ำ มักจะมีฟองอากาศเล็กๆ ปรากฏขึ้นที่ก้นภาชนะ การมีฟองอากาศแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงสถานะจากของเหลวเป็นแก๊ส หากความดันไออิ่มตัวในฟองอากาศน้อยกว่าความดันอากาศภายนอก ฟองอากาศจะหดตัวและสลายไปก่อนที่จะถึงผิวน้ำ ฟองอากาศถูกทำลายเนื่องจากแรงผลักดันของอากาศภายนอกสูงกว่าแรงผลักดันของไอน้ำภายในฟองอากาศ ความดันอากาศภายนอกสูงกว่าความดันไอในฟองอากาศ ดังนั้นอากาศภายนอกจึงมีแรงมากกว่า (P = F / A)

ดูสิ่งนี้ด้วย  เอนโทรปี

เมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น ความดันของไอน้ำอิ่มตัวในฟองอากาศก็จะเพิ่มขึ้นด้วย หากความดันของไอน้ำอิ่มตัวในฟองอากาศเท่ากับหรือสูงกว่าความดันของอากาศภายนอก ฟองอากาศจะขยายตัวและลอยขึ้นไปจนถึงผิวน้ำ หลังจากถึงผิวน้ำแล้ว ฟองอากาศจะแตกออก และไอน้ำในฟองอากาศจะแยกตัวออกจากน้ำ กระบวนการเดือดจึงเกิดขึ้น ฟองอากาศจะเด่นชัดขึ้นเนื่องจากแรงผลักดันภายในฟองอากาศสูงกว่าแรงผลักดันของอากาศภายนอก ความดันไอน้ำในฟองอากาศสูงกว่าความดันอากาศภายนอก ดังนั้นไอน้ำภายในฟองอากาศจึงมีแรงมากกว่า เมื่อฟองอากาศเพิ่มขึ้น ปริมาตรของไอน้ำก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ทำให้ความหนาแน่นของไอน้ำลดลง เนื่องจากความหนาแน่นของไอน้ำลดลง (ความหนาแน่นของไอน้ำน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ) ฟองอากาศจึงสามารถลอยขึ้นสู่ผิวน้ำได้ คล้ายกับไม้แห้งหรือจุกไม้ก๊อกที่ลอยอยู่บนผิวน้ำ ไม้แห้งหรือจุกไม้ก๊อกสามารถลอยได้เพราะความหนาแน่นน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ

ดูสิ่งนี้ด้วย  สถานะของสสาร (โดยพิจารณาจากคุณสมบัติระดับจุลภาค)

จากคำอธิบายข้างต้น เราสามารถกล่าวได้ว่ากระบวนการเดือดเกิดขึ้นเมื่อความดันไอน้ำเท่ากับหรือมากกว่าความดันบรรยากาศ ดังนั้น อุณหภูมิจุดเดือดของน้ำจึงขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศเป็นอย่างมาก ยิ่งความดันบรรยากาศน้อย อุณหภูมิจุดเดือดก็จะยิ่งต่ำ หรือในทางกลับกัน ยิ่งความดันบรรยากาศสูง อุณหภูมิจุดเดือดก็จะยิ่งสูง โดยปกติแล้ว ยิ่งวัดจากผิวน้ำทะเลสูงขึ้น ความดันบรรยากาศ ณ จุดนั้นก็จะยิ่งน้อยลง ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า ยิ่งวัดจากระดับน้ำทะเลสูงขึ้น อุณหภูมิจุดเดือด ณ จุดนั้นก็จะยิ่งต่ำลง อุณหภูมิจุดเดือดบนเนินเขาจะต่ำกว่าอุณหภูมิจุดเดือดบนชายหาด อุณหภูมิจุดเดือดบนยอดเขาจะต่ำกว่าอุณหภูมิจุดเดือดในที่ราบต่ำ น้ำที่อุ่นบนยอดเขาจะเดือดเร็วกว่าน้ำที่อุ่นริมชายหาด แต่ถ้าหุงข้าวบนยอดเขา ข้าวจะใช้เวลานานกว่าเพราะอุณหภูมิจุดเดือดต่ำ ดังนั้นเพื่อเร่งการหุงข้าว จึงมักใช้หม้อหุงข้าวแรงดันสูง หม้ออัดแรงดันทำงานโดยการเพิ่มแรงดันอากาศเพื่อให้จุดเดือดสูงขึ้น จุดเดือดที่สูงขึ้นจะทำให้น้ำเดือดมีอุณหภูมิสูงขึ้น

แสดงความคิดเห็น