ทำไมคนเริ่มต้มน้ำก่อนดื่ม? อย่างถูกต้องเพื่อป้องกันตัวเองจากแบคทีเรียและไวรัสที่ทำให้เกิดโรคต่างๆ ประเพณีนี้มาถึงดินแดนของรัสเซียยุคกลางก่อนปีเตอร์มหาราชแม้ว่าจะเชื่อกันว่าเป็นผู้ที่นำกาโลหะแรกเข้ามาในประเทศและแนะนำพิธีดื่มชายามเย็นที่ไม่เร่งรีบ อันที่จริง คนของเราใช้กาโลหะชนิดหนึ่งในรัสเซียโบราณเพื่อทำเครื่องดื่มจากสมุนไพร ผลเบอร์รี่และราก จำเป็นต้องมีการต้มเพื่อสกัดสารสกัดจากพืชที่มีประโยชน์เป็นหลัก แทนที่จะใช้เพื่อฆ่าเชื้อ แท้จริงแล้ว ในขณะนั้นยังไม่เป็นที่รู้จักเกี่ยวกับพิภพเล็ก ๆ ที่แบคทีเรียและไวรัสเหล่านี้อาศัยอยู่ อย่างไรก็ตาม ต้องขอบคุณการเดือด ประเทศของเราจึงถูกหลีกเลี่ยงจากโรคระบาดร้ายแรงทั่วโลก เช่น อหิวาตกโรค หรือโรคคอตีบ
สเกลเซลเซียส
นักอุตุนิยมวิทยา นักธรณีวิทยา และนักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่จากสวีเดน อันเดอร์ส เซลเซียส เดิมทีใช้ค่า 100 องศาเพื่อระบุจุดเยือกแข็งของน้ำภายใต้สภาวะปกติ และจุดเดือดของน้ำถูกนำมาเป็นศูนย์องศา และหลังจากนั้นการเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1744 นักพฤกษศาสตร์ Carl Linnaeus และผู้สืบทอดตำแหน่งจาก Celsius Morten Strömer ได้พลิกมาตราส่วนนี้กลับด้านเพื่อความสะดวกในการใช้งาน อย่างไรก็ตาม ตามแหล่งข้อมูลอื่น เซลเซียสเองก็ทำสิ่งนี้ไม่นานก่อนที่เขาจะเสียชีวิต แต่ไม่ว่าในกรณีใด ความเสถียรของการอ่านและการสำเร็จการศึกษาที่เข้าใจได้มีอิทธิพลต่อการใช้งานอย่างแพร่หลายในหมู่ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดในขณะนั้น - นักเคมี และแม้ว่ามาตราส่วนคว่ำลงที่ 100 องศาจะทำให้น้ำเดือดคงที่ ไม่ใช่จุดเริ่มต้นของการแช่แข็ง แต่มาตราส่วนก็เริ่มมีชื่อผู้สร้างหลักคือ เซลเซียส
ใต้บรรยากาศ
อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายอย่างที่เห็นในแวบแรก เมื่อดูแผนภาพสถานะใดๆ ในพิกัด P-T หรือ P-S (เอนโทรปี S เป็นฟังก์ชันโดยตรงของอุณหภูมิ) เราจะเห็นว่าอุณหภูมิและความดันสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดเพียงใด จุดเดือดของน้ำก็เปลี่ยนไปตามแรงดันเช่นกัน และนักปีนเขาทุกคนก็ตระหนักดีถึงสถานที่นี้ ทุกคนที่อย่างน้อยครั้งหนึ่งในชีวิตของเขาสามารถเข้าใจความสูงมากกว่า 2,000-3,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเลรู้ว่าการหายใจในระดับความสูงนั้นยากเพียงใด นั่นเป็นเพราะว่ายิ่งเราไปสูงเท่าไหร่ อากาศก็จะยิ่งบางลงเท่านั้น ความกดอากาศต่ำกว่าหนึ่งบรรยากาศ (ต่ำกว่า N. O. ซึ่งก็คือ ต่ำกว่า "สภาวะปกติ") จุดเดือดของน้ำก็ลดลงเช่นกัน ขึ้นอยู่กับความดันในแต่ละระดับความสูง มันสามารถเดือดได้ทั้งแปดสิบและหกสิบองศาเซลเซียส
หม้อความดัน
อย่างไรก็ตาม ควรจำไว้ว่าแม้ว่าจุลินทรีย์หลักจะตายที่อุณหภูมิสูงกว่าหกสิบองศาเซลเซียส แต่หลายชนิดสามารถอยู่รอดได้ที่อุณหภูมิแปดสิบองศาขึ้นไป นั่นคือเหตุผลที่เราได้น้ำเดือดนั่นคือเราทำให้อุณหภูมิของมันอยู่ที่ 100 ° C อย่างไรก็ตาม มีเครื่องใช้ในครัวที่น่าสนใจที่ช่วยให้คุณลดเวลาและทำให้ของเหลวร้อนจนถึงอุณหภูมิสูง โดยไม่ต้องต้มและสูญเสียมวลผ่านการระเหย โดยตระหนักว่าจุดเดือดของน้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับแรงดัน วิศวกรจากสหรัฐอเมริกาซึ่งใช้ต้นแบบของฝรั่งเศสได้แนะนำโลกให้รู้จักกับหม้ออัดแรงดันในปี ค.ศ. 1920 หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าฝาถูกกดอย่างแน่นหนากับผนังโดยไม่ต้องกำจัดไอน้ำ ความดันที่เพิ่มขึ้นจะถูกสร้างขึ้นภายใน และน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ดังกล่าวค่อนข้างอันตรายและมักทำให้เกิดการระเบิดและการไหม้ที่รุนแรงต่อผู้ใช้
เหมาะ
มาดูกันว่ากระบวนการมาและไปเป็นอย่างไร ลองนึกภาพพื้นผิวการทำความร้อนที่มีขนาดใหญ่และเรียบอย่างสมบูรณ์แบบ โดยที่การกระจายความร้อนมีความสม่ำเสมอ (พลังงานความร้อนจำนวนเท่ากันถูกส่งไปยังแต่ละตารางมิลลิเมตรของพื้นผิว) และค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระของพื้นผิวมีแนวโน้มเป็นศูนย์ ในกรณีนี้ ที่ n. ย. การเดือดในชั้นเคลือบลามินาร์จะเริ่มขึ้นพร้อมกันทั่วทั้งพื้นที่ผิวและจะเกิดขึ้นทันที โดยจะระเหยปริมาตรของหน่วยของเหลวทั้งหมดที่อยู่บนพื้นผิวทันที นี่เป็นเงื่อนไขในอุดมคติ แต่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นในชีวิตจริง
ความเป็นจริง
ลองหาจุดเดือดของน้ำกันก่อนดีกว่า นอกจากนี้ยังเปลี่ยนค่าของมันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความดัน แต่ประเด็นหลักอยู่ที่สิ่งนี้ แม้ว่าเราจะถ่ายแบบเรียบที่สุด แต่ในความคิดของเรา ให้เลื่อนแล้วนำไปไว้ใต้กล้องจุลทรรศน์ จากนั้นในเลนส์ใกล้ตา เราจะเห็นขอบที่ไม่เรียบและยอดแหลมที่แหลมถี่ยื่นออกมาเหนือพื้นผิวหลักในเลนส์ใกล้ตา เราจะถือว่าความร้อนที่พื้นผิวของกระทะนั้นเท่ากันแม้ว่าในความเป็นจริงแล้วนี่ไม่ใช่คำสั่งที่แท้จริงอย่างสมบูรณ์ แม้ว่ากระทะจะอยู่บนหัวเตาที่ใหญ่ที่สุด แต่การไล่ระดับอุณหภูมิก็กระจายอย่างไม่สม่ำเสมอบนเตา และมักจะมีโซนความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นที่รับผิดชอบในการต้มน้ำในระยะแรก บนยอดเขาและที่ราบลุ่มมีกี่องศาในเวลาเดียวกัน จุดสูงสุดของพื้นผิวที่มีการจ่ายความร้อนอย่างต่อเนื่องจะอุ่นขึ้นเร็วกว่าที่ราบลุ่มและที่เรียกว่าความกดอากาศต่ำ ยิ่งกว่านั้นน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำล้อมรอบทุกด้านจึงให้พลังงานแก่โมเลกุลของน้ำได้ดีกว่า การกระจายความร้อนของยอดเขาสูงกว่าที่ราบลุ่มหนึ่งถึงครึ่งถึงสองเท่า
อุณหภูมิ
นั่นคือสาเหตุที่จุดเดือดเริ่มต้นของน้ำอยู่ที่ประมาณแปดสิบองศาเซลเซียส ด้วยค่านี้ จุดสูงสุดของพื้นผิวจะจ่ายความร้อนเพียงพอที่จะต้มของเหลวในทันที และก่อตัวเป็นฟองแรกที่มองเห็นได้ด้วยตา ซึ่งจะเริ่มลอยขึ้นสู่พื้นผิวอย่างขี้อาย จุดเดือดของน้ำที่. คืออะไรความดันปกติ - หลายคนถาม คำตอบสำหรับคำถามนี้สามารถพบได้ง่ายในตาราง ที่ความดันบรรยากาศ ให้เดือดคงที่ที่ 99.9839 °C