Кипіння - здавалося б, простий фізичний процес, відомий кожному, хоч раз в житті вскип 'ятившему чайник. Однак у нього є чимало особливостей, які фізики вивчають в лабораторіях, а господині - на кухнях. Навіть температура кипіння далеко не постійна, а змінюється залежно від різних факторів.
Кипіння рідини
При кипінні рідина починається інтенсивно перетворюватися на пар, в ній утворюються парові бульбашки, що піднімаються на поверхню. При нагріванні спочатку пар з 'являється тільки на поверхні рідини, потім цей процес починається по всьому обсягу. З 'являються дрібні бульбашки на дні і стінках посуду. При підвищенні температури тиск всередині бульбашок зростає, вони збільшуються і піднімаються вгору.
Коли температура досягає так званої точки кипіння, починається бурхливе утворення бульбашок, їх стає багато, рідина закипає. Утворюється пар, температура якого залишається постійною, поки не викіпить вся вода. Якщо пароутворення відбувається в звичайних умовах, при стандартом тиску 100 мПа, його температура дорівнює 100оС. Якщо ж штучно збільшити тиск, можна отримати перегрітий пар. Вченим вдалося нагріти водяну пару до температури 1227оС, при подальшому нагріванні дисоціація іонів перетворює пар на плазму.
При заданому складі і постійному тиску температура кипіння будь-якої рідини постійна. У підручниках і посібниках з фізики можна побачити таблиці, що вказують температуру кипіння різних рідин і навіть металів. Наприклад, вода закипає при температурі 100оС, етиловий спирт при 78,3оС, ефір при 34,6оС, золото при 2600оС, а срібло при 1950оС. Це дані для стандартного тиску 100 мПа, він розраховується на рівні моря.
Як змінити температуру кипіння
Якщо тиск знижується, температура кипіння зменшується, навіть якщо склад залишається колишнім. Це означає, що якщо піднятися з казанком води на гору висотою 4000 метрів і поставити її на багаття, вода закипить при 85оС, для цього знадобиться набагато менше дров, ніж внизу. Господиням буде цікаво порівняння зі скороваркою, в якій тиск штучно збільшується. Температура кипіння води при цьому також збільшується, за рахунок чого їжа готується набагато швидше. Сучасні скороварки дозволяють плавно змінювати температуру кипіння від 115 до 130оС і більше. Ще один секрет температури кипіння води полягає в її складі. Жорстка вода, до складу якої входять різні солі, закипає довше і вимагає для нагріву більше енергії. Якщо додати в літр води дві столові ложки солі, температура кипіння її збільшиться на 10оС. Те ж саме можна сказати про цукор, 10% цукровий сироп закипає при температурі 100,1оС.