Prečo si človek začal prevárať vodu predtým, ako ju vypil? Správne, aby ste sa chránili pred mnohými patogénnymi baktériami a vírusmi. Táto tradícia prišla na územie stredovekého Ruska ešte pred Petrom Veľkým, aj keď sa verí, že to bol on, kto priniesol do krajiny prvý samovar a zaviedol obrad neponáhľaného večerného pitia čaju. V skutočnosti naši ľudia používali druh samovaru v starovekom Rusku na výrobu nápojov z bylín, bobúľ a koreňov. Varenie sa tu vyžadovalo skôr na extrakciu užitočných rastlinných extraktov ako na dezinfekciu. V skutočnosti sa v tom čase ani nevedelo o mikrokozme, kde tieto baktérie a vírusy žijú. Vďaka varu však našu krajinu obišli globálne pandémie strašných chorôb ako cholera či záškrt.
stupnica Celzia
Veľký meteorológ, geológ a astronóm zo Švédska Anders Celsius pôvodne používal hodnotu 100 stupňov na označenie bodu mrazu vody za normálnych podmienok a bod varu vody sa bral ako nula stupňov. A po ňomsmrti v roku 1744, nemenej slávna osobnosť, botanik Carl Linné a nástupca Celsia Mortena Strömera, obrátil túto váhu hore nohami, aby sa uľahčila jej obsluha. Podľa iných zdrojov to však krátko pred smrťou urobil sám Celsius. Ale v každom prípade stálosť odpočtov a zrozumiteľná promócia ovplyvnili rozšírené používanie jeho medzi najprestížnejšími vedeckými profesiami tej doby - chemikmi. A napriek tomu, že prevrátená značka stupnice pri 100 stupňoch nastavila bod stabilného varu vody a nie začiatok jej zamŕzania, stupnica začala niesť meno svojho primárneho tvorcu, Celzia.
Pod atmosférou
Nie všetko je však také jednoduché, ako sa na prvý pohľad zdá. Pri pohľade na akýkoľvek stavový diagram v súradniciach P-T alebo P-S (entropia S je priamou funkciou teploty) vidíme, ako úzko spolu súvisia teplota a tlak. S tlakom sa mení aj bod varu vody. A každý horolezec si je dobre vedomý tejto vlastnosti. Každý, kto aspoň raz v živote porozumel výškam nad 2000-3000 metrov nad morom, vie, aké ťažké je dýchať vo výške. Je to preto, že čím vyššie ideme, tým je vzduch redší. Atmosférický tlak klesne pod jednu atmosféru (pod N. O., teda pod „normálne podmienky“). Teplota varu vody tiež klesá. V závislosti od tlaku v každej nadmorskej výške môže vrieť pri osemdesiatich aj šesťdesiatich stupňoch Celzia.
Tlakové hrnce
Treba však pamätať na to, že aj keď hlavné mikróby umierajú pri teplotách nad šesťdesiat stupňov Celzia, mnohé dokážu prežiť aj pri osemdesiatich a viac stupňov Celzia. Preto dosiahneme vriacu vodu, to znamená, že jej teplotu zohrejeme na 100 °C. Existujú však zaujímavé kuchynské spotrebiče, ktoré vám umožňujú skrátiť čas a zohriať kvapalinu na vysoké teploty bez toho, aby sa varila a strácala hmotu odparovaním. Inžinieri zo Spojených štátov, ktorí si uvedomili, že bod varu vody sa môže meniť v závislosti od tlaku, na základe francúzskeho prototypu predstavili svetu v 20. rokoch minulého storočia tlakový hrniec. Princíp jeho činnosti je založený na skutočnosti, že veko je tesne pritlačené k stenám, bez možnosti odstránenia pary. Vo vnútri sa vytvára zvýšený tlak a voda vrie pri vyšších teplotách. Takéto zariadenia sú však dosť nebezpečné a často viedli k výbuchom a vážnym popáleninám používateľov.
V ideálnom prípade
Pozrime sa, ako tento proces prebieha a prebieha. Predstavte si ideálne hladkú a nekonečne veľkú vykurovaciu plochu, kde je rozloženie tepla rovnomerné (na každý štvorcový milimeter plochy sa dodáva rovnaké množstvo tepelnej energie) a koeficient drsnosti povrchu má tendenciu k nule. V tomto prípade pri n. r. var v laminárnej hraničnej vrstve začne súčasne na celej ploche povrchu a nastane okamžite, pričom sa okamžite vyparí celý jednotkový objem kvapaliny nachádzajúcej sa na jej povrchu. Toto sú ideálne podmienky, v reálnom živote sa to nestáva.
Realita
Poďme zistiť, aký je počiatočný bod varu vody. V závislosti od tlaku mení aj svoje hodnoty, ale v tomto spočíva hlavný bod. Aj keď vezmeme podľa nášho názoru najhladšiu panvicu a privedieme ju pod mikroskop, potom v jej okuláre uvidíme nerovné okraje a ostré časté vrcholy vyčnievajúce nad hlavný povrch. Teplo na povrch panvice, budeme predpokladať, je dodávané rovnomerne, aj keď v skutočnosti to tiež nie je úplne pravdivé tvrdenie. Aj keď je panvica na najväčšom horáku, teplotný gradient je na sporáku nerovnomerne rozložený a vždy existujú lokálne zóny prehriatia, ktoré sú zodpovedné za skorý var vody. Koľko stupňov je súčasne na vrcholoch povrchu a v jeho nížinách? Povrchové vrchy s neprerušenou dodávkou tepla sa otepľujú rýchlejšie ako nížiny a takzvané depresie. Navyše, zo všetkých strán obklopené vodou s nízkou teplotou, lepšie dodávajú energiu molekulám vody. Tepelná difúzivita vrcholov je jeden a pol až dvakrát vyššia ako v nížinách.
Teploty
Preto je počiatočný bod varu vody asi osemdesiat stupňov Celzia. Pri tejto hodnote dodávajú povrchové vrcholy dostatok tepla na okamžité varenie kvapaliny a tvoria prvé okom viditeľné bublinky, ktoré sa nesmelo začínajú dvíhať k povrchu. Aký je bod varu vodynormálny tlak - mnohí sa pýtajú. Odpoveď na túto otázku ľahko nájdete v tabuľkách. Pri atmosférickom tlaku je stabilný bod varu stanovený na 99,9839 °C.
