Var je proces zmeny súhrnného stavu látky. Keď hovoríme o vode, máme na mysli zmenu z kvapaliny na paru. Je dôležité si uvedomiť, že var nie je vyparovanie, ku ktorému môže dôjsť aj pri izbovej teplote. Nezamieňajte si tiež s varom, čo je proces ohrevu vody na určitú teplotu. Teraz, keď rozumieme pojmom, môžeme určiť, pri akej teplote voda vrie.
Proces
Proces transformácie stavu agregácie z kvapalného na plynný je zložitý. A hoci to ľudia nevidia, existujú 4 fázy:
- V prvej fáze sa na dne zohriatej nádoby tvoria malé bublinky. Vidno ich aj na bokoch alebo na hladine vody. Vznikajú v dôsledku expanzie vzduchových bublín,ktoré sa vždy nachádzajú v štrbinách nádoby, kde sa ohrieva voda.
- V druhej fáze sa objem bublín zväčšuje. Všetky sa začnú ponáhľať na povrch, pretože v nich je nasýtená para, ktorá je ľahšia ako voda. So zvyšovaním teploty ohrevu sa zvyšuje tlak bublín, ktoré sú vytláčané na povrch vďaka známej Archimedovskej sile. Charakteristický bublajúci zvuk je počuť, keď sa bubliny neustále rozťahujú a zmenšujú.
- V tretej fáze je na povrchu vidieť veľké množstvo bublín. To spočiatku vytvára zákal vo vode. Tento proces sa ľudovo nazýva „varenie bieleho kľúča“a trvá krátky čas.
- Vo štvrtej fáze voda intenzívne vrie, na povrchu sa objavujú veľké praskajúce bubliny, je možné striekanie. Špliechanie najčastejšie znamená, že kvapalina dosiahla maximálnu teplotu. Z vody začne vychádzať para.
Je známe, že voda vrie pri teplote 100 stupňov, čo je možné až vo štvrtej fáze.
Teplota pary
Para je jedným zo stavov vody. Keď sa dostane do vzduchu, potom naň, podobne ako iné plyny, vyvíja určitý tlak. Počas odparovania zostáva teplota pary a vody konštantná, kým celá kvapalina nezmení svoj stav agregácie. Tento jav možno vysvetliť tým, že pri varení sa všetka energia minie na premenu vody na paru.
Na samom začiatku varu vlhkonasýtená para, ktorá sa po odparení všetkej kvapaliny stáva suchou. Ak jej teplota začne presahovať teplotu vody, takáto para sa prehreje a svojimi vlastnosťami sa bude približovať plynu.
Vriaca slaná voda
Je zaujímavé vedieť, pri akej teplote vrie voda s vysokým obsahom soli. Je známe, že by mala byť vyššia kvôli obsahu iónov Na+ a Cl- v kompozícii, ktoré zaberajú plochu medzi molekulami vody. Toto chemické zloženie vody so soľou sa líši od bežnej čerstvej tekutiny.
Faktom je, že v slanej vode prebieha hydratačná reakcia - proces naviazania molekúl vody na ióny soli. Väzba medzi molekulami sladkej vody je slabšia ako tie, ktoré vznikajú pri hydratácii, takže varenie tekutiny s rozpustenou soľou bude trvať dlhšie. So stúpajúcou teplotou sa molekuly vo vode obsahujúcej soľ pohybujú rýchlejšie, ale je ich menej, a preto dochádza k zrážkam medzi nimi menej často. Výsledkom je, že sa vyrába menej pary a jej tlak je preto nižší ako tlak pary sladkej vody. Preto je na úplné odparenie potrebné viac energie (teploty). Na uvarenie jedného litra vody s obsahom 60 gramov soli je v priemere potrebné zvýšiť bod varu vody o 10 % (teda o 10 C).
Závislosti varu od tlaku
Je známe, že v horách bez ohľadu na chemické zloženie vody bude bod varu nižší. Je to spôsobené tým, že atmosférický tlak vo výškenižšie. Normálny tlak sa považuje za 101,325 kPa. Pri ňom je bod varu vody 100 stupňov Celzia. Ale ak vyleziete na horu, kde je tlak v priemere 40 kPa, tak tam voda vrie pri 75,88 C. To ale neznamená, že varenie v horách zaberie takmer polovicu času. Na tepelné spracovanie výrobkov je potrebná určitá teplota.
Verí sa, že vo výške 500 metrov nad morom bude voda vrieť pri 98,3 °C a vo výške 3000 metrov bude bod varu 90 °C.
Upozorňujeme, že tento zákon funguje aj v opačnom smere. Ak sa kvapalina vloží do uzavretej banky, cez ktorú nemôže prechádzať para, potom so stúpajúcou teplotou a tvorbou pary sa tlak v tejto banke zvýši a pri vyššej teplote dôjde k varu pri zvýšenom tlaku. Napríklad pri tlaku 490,3 kPa bude bod varu vody 151 C.
Vriaca destilovaná voda
Destilovaná voda je čistená voda bez akýchkoľvek nečistôt. Často sa používa na lekárske alebo technické účely. Vzhľadom na to, že v takejto vode nie sú žiadne nečistoty, nepoužíva sa na varenie. Je zaujímavé, že destilovaná voda vrie rýchlejšie ako obyčajná sladká voda, ale bod varu zostáva rovnaký - 100 stupňov. Rozdiel v čase varu však bude minimálny – iba zlomok sekundy.
V kanvici
Ľudia sa často čudujúpri akej teplote vrie voda v kanvici, keďže práve tieto zariadenia používajú na varenie tekutiny. Ak vezmeme do úvahy skutočnosť, že atmosférický tlak v byte je rovnaký ako štandardný a použitá voda neobsahuje soli a iné nečistoty, ktoré by tam nemali byť, potom bude bod varu tiež štandardný - 100 stupňov. Ale ak voda obsahuje soľ, potom bod varu, ako už vieme, bude vyšší.
Záver
Teraz už viete, pri akej teplote voda vrie a ako atmosferický tlak a zloženie kvapaliny ovplyvňujú tento proces. Nie je v tom nič zložité a takéto informácie deti dostávajú v škole. Hlavná vec, ktorú si treba zapamätať, je, že so znižovaním tlaku klesá aj bod varu kvapaliny a pri stúpaní sa tiež zvyšuje.
Na internete môžete nájsť množstvo rôznych tabuliek, ktoré uvádzajú závislosť bodu varu kvapaliny od atmosférického tlaku. Sú dostupné pre každého a aktívne ich využívajú školáci, študenti a dokonca aj učitelia v inštitútoch.
