Sôi

Đun sôi là quá trình chuyển chất lỏng thành khí. Sự sôi xảy ra khi áp suất hơi bão hòa bằng áp suất không khí (áp suất không khí = áp suất khí quyển). Chúng ta chỉ thảo luận về nước sôi. Áp suất hơi bão hòa của nước tỷ lệ thuận với nhiệt độ của nước, nhiệt độ nước càng cao thì áp suất hơi bão hòa càng cao. Khi đun nóng nước, thường xuất hiện các bọt khí nhỏ ở đáy bình. Sự xuất hiện của bọt khí cho thấy sự chuyển đổi từ chất lỏng sang chất khí. Nếu áp suất hơi bão hòa trong bọt khí nhỏ hơn áp suất không khí bên ngoài, bọt khí sẽ co lại và vỡ ra trước khi nổi lên bề mặt. Bọt khí bị phá hủy vì lực đẩy của không khí bên ngoài lớn hơn lực đẩy của hơi nước bên trong bọt khí. Áp suất không khí bên ngoài cao hơn áp suất hơi nước trong bọt khí, do đó lực của không khí bên ngoài lớn hơn (P = F / A).

Xem thêm  Kính viễn vọng thiên văn

Khi nhiệt độ nước tăng lên, áp suất của hơi bão hòa trong bọt khí cũng tăng lên. Nếu áp suất của hơi bão hòa trong bọt khí bằng hoặc cao hơn áp suất của không khí bên ngoài, thì bọt khí sẽ giãn nở và nổi lên cho đến khi chạm đến mặt nước. Sau khi lên đến mặt nước, các bọt khí sẽ vỡ ra, và hơi nước trong bọt khí tách ra khỏi nước. Quá trình sôi xảy ra. Các bọt khí trở nên rõ rệt hơn vì lực đẩy trong bọt khí cao hơn lực đẩy của không khí bên ngoài. Áp suất hơi trong bọt khí cao hơn áp suất không khí bên ngoài, do đó hơi nước bên trong bọt khí có lực lớn hơn. Khi số lượng bọt khí tăng lên, thể tích hơi nước cũng tăng lên, do đó mật độ của hơi nước giảm xuống. Vì mật độ hơi nước giảm (mật độ của hơi nước nhỏ hơn mật độ của nước) nên các bọt khí có thể nổi lên mặt nước. Tương tự như gỗ khô hoặc nút chai nổi trên mặt nước. Gỗ khô hoặc nút chai có thể nổi vì mật độ của chúng nhỏ hơn mật độ của nước.

Xem thêm  Động cơ nhiệt Carnot và chu trình Carnot

Dựa trên mô tả ở trên, ta có thể nói rằng quá trình sôi xảy ra khi áp suất hơi nước bằng hoặc lớn hơn áp suất khí quyển. Do đó, nhiệt độ sôi của nước phụ thuộc rất nhiều vào áp suất khí quyển. Áp suất khí quyển càng nhỏ, nhiệt độ sôi càng thấp. Hay ngược lại, áp suất khí quyển càng cao, nhiệt độ sôi càng cao. Thông thường, vị trí càng cao so với mặt biển, áp suất khí quyển ở đó càng nhỏ. Vì vậy, có thể kết luận rằng vị trí càng cao so với mực nước biển, nhiệt độ sôi ở đó càng thấp. Nhiệt độ sôi trên đồi thấp hơn nhiệt độ sôi trên bãi biển. Nhiệt độ sôi trên đỉnh núi thấp hơn nhiệt độ sôi ở vùng đồng bằng. Nước đun nóng trên đỉnh núi sôi nhanh hơn nước đun nóng ở bãi biển. Nhưng nếu nấu cơm trên đỉnh núi, cơm sẽ chín lâu hơn vì nhiệt độ sôi thấp. Để nấu nhanh, người ta thường sử dụng nồi áp suất. Nồi áp suất hoạt động bằng cách tăng áp suất không khí để nhiệt độ sôi cao hơn. Nhiệt độ sôi cao gây ra nhiệt độ sôi của nước cao.

Bình luận