Dlaczego dana osoba zaczęła gotować wodę przed jej wypiciem? Prawidłowo, aby chronić się przed wieloma chorobotwórczymi bakteriami i wirusami. Tradycja ta dotarła na terytorium średniowiecznej Rosji jeszcze przed Piotrem Wielkim, chociaż uważa się, że to on sprowadził do kraju pierwszy samowar i wprowadził obrzęd niespiesznego wieczornego picia herbaty. W rzeczywistości nasi ludzie używali w starożytnej Rosji swego rodzaju samowara do robienia napojów z ziół, jagód i korzeni. Gotowanie było tu wymagane głównie do ekstrakcji użytecznych ekstraktów roślinnych, a nie do dezynfekcji. Rzeczywiście, w tym czasie nie było nawet wiadomo o mikrokosmosie, w którym żyją te bakterie i wirusy. Jednak dzięki gotowaniu nasz kraj ominęły światowe pandemie strasznych chorób, takich jak cholera czy błonica.
Skala Celsjusza
Wielki meteorolog, geolog i astronom ze Szwecji, Anders Celsius, pierwotnie użył wartości 100 stopni do wskazania punktu zamarzania wody w normalnych warunkach, a temperaturę wrzenia wody przyjęto jako zero stopni. A po tymśmierć w 1744, nie mniej znana osoba, botanik Carl Linneus i następca Celsiusa Mortena Strömera, wywrócił tę skalę do góry nogami dla ułatwienia obsługi. Jednak według innych źródeł sam Celsjusz zrobił to na krótko przed śmiercią. W każdym razie stabilność odczytów i zrozumiałe stopniowanie wpłynęły na powszechność jego stosowania wśród najbardziej prestiżowych zawodów naukowych tamtych czasów - chemików. I pomimo tego, że odwrócony znak na skali przy 100 stopniach wyznaczał punkt stabilnego wrzenia wody, a nie początek jej zamarzania, skala zaczęła nosić imię swojego pierwotnego twórcy, Celsjusza.
Pod atmosferą
Jednak nie wszystko jest tak proste, jak się wydaje na pierwszy rzut oka. Patrząc na dowolny wykres stanu we współrzędnych P-T lub P-S (entropia S jest bezpośrednią funkcją temperatury), widzimy, jak ściśle temperatura i ciśnienie są ze sobą powiązane. Temperatura wrzenia wody również zmienia się wraz z ciśnieniem. I każdy wspinacz doskonale zdaje sobie sprawę z tej właściwości. Każdy, kto choć raz w życiu pojął wysokość ponad 2000-3000 m n.p.m. wie, jak ciężko jest oddychać na wysokości. Dzieje się tak, ponieważ im wyżej idziemy, tym cieńsze staje się powietrze. Ciśnienie atmosferyczne spada poniżej jednej atmosfery (poniżej NO, czyli poniżej „warunków normalnych”). Temperatura wrzenia wody również spada. W zależności od ciśnienia na każdej wysokości może wrzeć zarówno w temperaturze osiemdziesięciu, jak i sześćdziesięciu stopni Celsjusza.
Szyby
Należy jednak pamiętać, że chociaż główne drobnoustroje giną w temperaturach powyżej sześćdziesięciu stopni Celsjusza, wiele z nich może przetrwać w temperaturze osiemdziesięciu lub więcej stopni. Dlatego uzyskujemy wrzącą wodę, czyli doprowadzamy jej temperaturę do 100°C. Istnieją jednak ciekawe sprzęty kuchenne, które pozwalają skrócić czas i podgrzać płyn do wysokich temperatur, bez zagotowania go i utraty masy poprzez parowanie. Zdając sobie sprawę, że temperatura wrzenia wody może się zmieniać w zależności od ciśnienia, inżynierowie ze Stanów Zjednoczonych, opierając się na francuskim prototypie, w latach dwudziestych XX wieku przedstawili światu szybkowar. Zasada jego działania polega na tym, że wieczko jest mocno dociskane do ścian, bez możliwości odprowadzenia pary. Wewnątrz powstaje zwiększone ciśnienie, a woda wrze w wyższych temperaturach. Jednak takie urządzenia są dość niebezpieczne i często prowadzą do eksplozji i poważnych oparzeń użytkowników.
Idealnie
Przyjrzyjmy się, jak ten proces pojawia się i odchodzi. Wyobraźmy sobie idealnie gładką i nieskończenie dużą powierzchnię grzewczą, w której rozkład ciepła jest równomierny (taka sama ilość energii cieplnej jest dostarczana na każdy milimetr kwadratowy powierzchni), a współczynnik chropowatości powierzchni dąży do zera. W tym przypadku w n. tak. wrzenie w laminarnej warstwie przyściennej rozpocznie się jednocześnie na całej powierzchni i nastąpi natychmiastowo, natychmiastowo odparowując całą jednostkę objętości cieczy znajdującej się na jej powierzchni. To są idealne warunki, w rzeczywistości tak się nie dzieje.
Rzeczywistość
Dowiedzmy się, jaka jest początkowa temperatura wrzenia wody. W zależności od ciśnienia zmienia również swoje wartości, ale na tym polega główny punkt. Nawet jeśli weźmiemy najgładszy naszym zdaniem panoramowanie i przyniesiemy go pod mikroskop, to w jego okularze zobaczymy nierówne krawędzie i często ostre piki wystające ponad główną powierzchnię. Załóżmy, że ciepło na powierzchnię patelni jest dostarczane równomiernie, chociaż w rzeczywistości nie jest to również do końca prawdziwe stwierdzenie. Nawet gdy patelnia znajduje się na największym palniku, gradient temperatury jest nierównomiernie rozłożony na kuchence i zawsze występują lokalne strefy przegrzania odpowiedzialne za wczesne zagotowanie wody. Ile stopni jest jednocześnie na szczytach powierzchni i na jej nizinach? Szczyty powierzchniowe z nieprzerwanym dopływem ciepła nagrzewają się szybciej niż niziny i tzw. depresje. Co więcej, otoczone ze wszystkich stron wodą o niskiej temperaturze, lepiej oddają energię cząsteczkom wody. Dyfuzyjność cieplna szczytów jest od półtora do dwóch razy wyższa niż na nizinach.
Temperatury
Dlatego początkowa temperatura wrzenia wody wynosi około osiemdziesięciu stopni Celsjusza. Przy tej wartości szczyty powierzchni dostarczają wystarczająco dużo ciepła, aby natychmiast zagotować ciecz i utworzyć pierwsze widoczne dla oka bąbelki, które nieśmiało zaczynają unosić się na powierzchnię. Jaka jest temperatura wrzenia wody?normalne ciśnienie - wielu pyta. Odpowiedź na to pytanie można łatwo znaleźć w tabelach. Przy ciśnieniu atmosferycznym stabilna temperatura wrzenia wynosi 99,9839°C.
