Kaynama Tanımı
Kaynama, sıvı halden gaz haline geçme işlemidir. Kaynama, doymuş buhar basıncının dış hava basıncına eşit olduğu zaman gerçekleşir (dış hava basıncı = atmosfer basıncı). Bu vesileyle sadece suyun kaynamasını ele alacağız. Suyun doymuş buhar basıncı, suyun sıcaklığıyla doğru orantılıdır; su sıcaklığı ne kadar yüksekse, doymuş buhar basıncı da o kadar yüksek olur. Suyu ısıttığımızda, genellikle kabın dibinde küçük kabarcıklar oluşur. Kabarcıkların varlığı, sıvıdan gaza geçişi gösterir. Kabarcık içindeki doymuş buhar basıncı dış hava basıncından düşükse, kabarcık yüzeye ulaşmadan önce küçülür ve çöker. Kabarcık, dış havanın itme kuvvetinin, kabarcığın içindeki buharın itme kuvvetinden daha büyük olması nedeniyle çöker. Dış hava basıncı, kabarcık içindeki buhar basıncından daha büyük olduğundan, dış havanın itme kuvveti daha büyüktür (P = F/A).
Su sıcaklığı arttıkça, kabarcık içindeki doymuş buhar basıncı da artar. Kabarcık içindeki doymuş buhar basıncı dış hava basıncına eşit veya ondan büyükse, kabarcık büyür ve yüzeye ulaşana kadar yüzer. Yüzeye ulaştıktan sonra kabarcık patlar ve içindeki su buharı sudan dışarı çıkar. Kaynama süreci gerçekleşir. Kabarcığın içindeki buharın itme kuvveti dış havanın itme kuvvetinden daha büyük olduğu için kabarcık büyür.
Kabarcığın içindeki buhar basıncı, dış hava basıncından daha büyüktür, bu nedenle kabarcığın içindeki buhar daha büyük bir kuvvet uygular. Kabarcık büyüdükçe, buhar hacmi de artar, dolayısıyla buhar yoğunluğu azalır. Buhar yoğunluğu azaldığı için (buhar yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha azdır), kabarcık yüzeye çıkabilir. Bu, kuru odun veya mantarın su yüzeyinde yüzmesine benzer. Kuru odun veya mantar, yoğunluğunun sudan daha az olması nedeniyle yüzebilir.
Suyun doymuş buhar basıncı
Yukarıdaki açıklamaya dayanarak, suyun kaynama sürecinin, suyun doymuş buhar basıncının atmosfer basıncına eşit veya ondan büyük olduğu zaman gerçekleştiğini söyleyebiliriz. Bu nedenle, suyun kaynama noktası atmosfer basıncına büyük ölçüde bağlıdır. Atmosfer basıncı ne kadar düşükse, kaynama noktası da o kadar düşüktür. Tersine, atmosfer basıncı ne kadar yüksekse, kaynama noktası da o kadar yüksektir. Genel olarak, bir yer deniz seviyesinden ne kadar yüksekte ölçülürse, oradaki atmosfer basıncı o kadar düşük olur. Bu nedenle, bir yer deniz seviyesinden ne kadar yüksekte ölçülürse, oradaki kaynama noktasının da o kadar düşük olacağı sonucuna varılabilir.
Zirvedeki kaynama noktası, sahildeki kaynama noktasından daha düşüktür. Dağın tepesindeki kaynama noktası, ovalardaki kaynama noktasından daha düşüktür. Dağın tepesinde ısıtılan su, sahilde ısıtılan suya göre daha hızlı kaynar. Ancak, dağın tepesinde pirinç pişirirseniz, kaynama noktası düşük olduğu için suyun daha düşük sıcaklıkta kaynaması nedeniyle pirincin pişmesi daha uzun sürer. Hızlı pişirmek için genellikle düdüklü tencere kullanılır . Düdüklü tencere, hava basıncını artırarak kaynama noktası sıcaklığının yükselmesini sağlar. Yüksek kaynama noktası sıcaklığı, suyun daha yüksek sıcaklıkta kaynamasına neden olur, böylece pirinç daha hızlı yumuşar.
