L'ebollizione è il processo di modifica dello stato aggregato di una sostanza. Quando parliamo di acqua, intendiamo il passaggio da liquido a vapore. È importante notare che l'ebollizione non è evaporazione, che può avvenire anche a temperatura ambiente. Inoltre, non confondere con l'ebollizione, che è il processo di riscaldamento dell'acqua a una certa temperatura. Ora che comprendiamo i concetti, possiamo determinare a quale temperatura bolle l'acqua.
Processo
Il processo di trasformazione dello stato di aggregazione da liquido a gassoso è complesso. E anche se le persone non lo vedono, ci sono 4 fasi:
- Nella prima fase, sul fondo del contenitore riscaldato si formano delle bollicine. Possono anche essere visti sui lati o sulla superficie dell'acqua. Si formano a causa dell'espansione delle bolle d'aria,che si trovano sempre nelle fessure del contenitore dove viene riscaldata l'acqua.
- Nella seconda fase, il volume delle bolle aumenta. Tutti iniziano a precipitarsi in superficie, poiché al loro interno c'è vapore saturo, che è più leggero dell'acqua. Con l'aumento della temperatura di riscaldamento, la pressione delle bolle aumenta e vengono spinte in superficie a causa della nota forza di Archimede. Il caratteristico suono gorgogliante può essere udito mentre le bolle si espandono e si restringono continuamente.
- Nella terza fase, si può vedere un gran numero di bolle sulla superficie. Questo inizialmente crea nuvolosità nell'acqua. Questo processo è comunemente chiamato "bollire la chiave bianca" e dura un breve periodo di tempo.
- Nel quarto stadio, l'acqua bolle intensamente, sulla superficie compaiono grandi bolle che scoppiano, è possibile spruzzare. Molto spesso, gli schizzi indicano che il liquido ha raggiunto la sua temperatura massima. Il vapore inizierà a fuoriuscire dall'acqua.
È noto che l'acqua bolle a una temperatura di 100 gradi, cosa possibile solo al quarto stadio.
Temperatura del vapore
Il vapore è uno degli stati dell'acqua. Quando entra nell'aria, poi, come altri gas, esercita su di essa una certa pressione. Durante la vaporizzazione, la temperatura del vapore e dell'acqua rimane costante fino a quando l'intero liquido non cambia il suo stato di aggregazione. Questo fenomeno può essere spiegato dal fatto che durante l'ebollizione, tutta l'energia viene spesa per convertire l'acqua in vapore.
All'inizio dell'ebollizione, un umidovapore saturo, che dopo l'evaporazione di tutto il liquido diventa secco. Se la sua temperatura inizia a superare la temperatura dell'acqua, allora tale vapore si surriscalda e, in termini di caratteristiche, sarà più vicino al gas.
Acqua salata bollente
È interessante sapere a quale temperatura bolle l'acqua ad alto contenuto di sale. È noto che dovrebbe essere maggiore a causa del contenuto di ioni Na+ e Cl- nella composizione, che occupano un'area tra le molecole d'acqua. Questa composizione chimica dell'acqua con sale è diversa dal solito liquido fresco.
Il fatto è che nell'acqua salata c'è una reazione di idratazione - il processo di attaccare le molecole d'acqua agli ioni di sale. Il legame tra le molecole di acqua dolce è più debole di quelle che si formano durante l'idratazione, quindi il liquido bollente con il sale disciolto impiegherà più tempo. All'aumentare della temperatura, le molecole nell'acqua contenente sale si muovono più velocemente, ma ce ne sono meno, motivo per cui le collisioni tra di loro si verificano meno frequentemente. Di conseguenza, viene prodotto meno vapore e la sua pressione è quindi inferiore alla battente del vapore dell'acqua dolce. Pertanto, è necessaria più energia (temperatura) per la completa vaporizzazione. In media, per far bollire un litro d'acqua contenente 60 grammi di sale, è necessario aumentare il punto di ebollizione dell'acqua del 10% (cioè di 10°C).
Dipendenza dell'ebollizione dalla pressione
È noto che in montagna, indipendentemente dalla composizione chimica dell'acqua, il punto di ebollizione sarà più basso. Ciò è dovuto al fatto che la pressione atmosferica in quotasotto. La pressione normale è considerata 101.325 kPa. Con esso, il punto di ebollizione dell'acqua è di 100 gradi Celsius. Ma se sali su una montagna, dove la pressione è in media di 40 kPa, l'acqua bolle lì a 75,88 °C. Ma questo non significa che cucinare in montagna richiederà quasi la metà del tempo. Per il trattamento termico dei prodotti è necessaria una certa temperatura.
Si ritiene che a un' altitudine di 500 metri sul livello del mare, l'acqua bolle a 98,3°C, e ad un' altitudine di 3000 metri il punto di ebollizione sarà di 90°C.
Nota che questa legge funziona anche nella direzione opposta. Se un liquido viene posto in un pallone chiuso attraverso il quale il vapore non può passare, quando la temperatura aumenta e si forma vapore, la pressione in questo pallone aumenterà e l'ebollizione a pressione elevata si verificherà a una temperatura più elevata. Ad esempio, a una pressione di 490,3 kPa, il punto di ebollizione dell'acqua sarà 151 C.
Acqua distillata bollente
L'acqua distillata è acqua purificata senza impurità. Viene spesso utilizzato per scopi medici o tecnici. Dato che non ci sono impurità in tale acqua, non viene utilizzata per cucinare. È interessante notare che l'acqua distillata bolle più velocemente della normale acqua dolce, ma il punto di ebollizione rimane lo stesso: 100 gradi. Tuttavia, la differenza nel tempo di ebollizione sarà minima, solo una frazione di secondo.
In una teiera
Spesso le persone si chiedonoa quale temperatura fa bollire l'acqua nel bollitore, poiché sono questi dispositivi che usano per far bollire il liquido. Tenendo conto del fatto che la pressione atmosferica nell'appartamento è uguale a quella standard e l'acqua utilizzata non contiene sali e altre impurità che non dovrebbero essere presenti, anche il punto di ebollizione sarà standard - 100 gradi. Ma se l'acqua contiene sale, allora il punto di ebollizione, come già sappiamo, sarà più alto.
Conclusione
Ora sai a quale temperatura bolle l'acqua e in che modo la pressione atmosferica e la composizione del liquido influiscono su questo processo. Non c'è nulla di complicato in questo e i bambini ricevono tali informazioni a scuola. La cosa principale da ricordare è che quando la pressione diminuisce, diminuisce anche il punto di ebollizione del liquido e, mentre sale, aumenta anche.
Su Internet puoi trovare molte tabelle diverse che indicano la dipendenza del punto di ebollizione di un liquido dalla pressione atmosferica. Sono disponibili per tutti e sono utilizzati attivamente da scolari, studenti e persino insegnanti negli istituti.
