Неліктен су әртүрлі температурада қайнайды?

Судың қайнауы күнделікті өмірде жиі кездесетін құбылыс болып көрінеді. Оқулықтарда әдетте бір ғана температура көрсетіледі, сондықтан ол әмбебап мән ретінде қабылданады. Алайда нақты жағдайда сұйықтық кейде ертерек, кейде кешірек қайнайды. Мұндай айырмашылықтар тауда, зертханада немесе ас үйде байқалғанда таңғалдыруы мүмкін. Себептерін түсіну үшін бұл үдеріске әсер ететін физикалық жағдайларды қарастыру қажет.

Қайнау физика тұрғысынан нені білдіреді

Қайнау – сұйықтың бүкіл көлемі бойынша газ күйіне ауысуы. Бұл сәт көпіршіктер ішіндегі бу қысымы сыртқы қысыммен теңескен кезде басталады. Сол кезде көпіршіктер сығылмай, бетке көтеріледі.

Бұл үдеріс тек қыздыруға ғана тәуелді емес:

• молекулалар энергия алып, жылдамырақ қозғала бастайды;
• қаныққан бу қысымы температура артқан сайын өседі;
• қысымдардың теңесуі көпіршіктердің пайда болуын туындатады.

Осылайша қайнау температурасы қоршаған орта жағдайларымен тығыз байланысты. Сыртқы факторларды ескермей, бір ғана мәнді айту мүмкін емес.

Атмосфералық қысымның рөлі

Қайнау температурасына ең күшті әсер ететін параметр – ауа қысымы. Ол неғұрлым төмен болса, молекулалардың сұйық фазадан шығуы соғұрлым жеңілдейді. Сондықтан әртүрлі жерде мән өзгеріп отырады.

Бұл әсер мынадай түрде көрінеді:

• теңіз деңгейінде су шамамен 100 градус шамасында қайнайды;
• таулы аймақтарда үдеріс төмен температурада басталады;
• қысым жоғары болған жағдайда мән артады.

Мысалы, биікте көпіршіктер тезірек түзіледі. Ауа кедергісі азайғандықтан, сұйықтық әлсіз қыздырғанда-ақ буға айналады. Соның салдарынан тамақ дайындау көбірек уақыт алады.

Биіктіктің ықпалы неге айқын сезіледі

Биіктік пен қайнау арасындағы байланыс жер бетіндегі ауа массасының өзгеруімен түсіндіріледі. Жоғары көтерілген сайын ауа бағаны қысқарады. Қысым біртіндеп төмендейді, бірақ нәтиже айқын байқалады.

Негізгі салдарларды былайша сипаттауға болады:

1. Қысымның төмендеуі қайнау температурасын азайтады. Су ертерек қайнайды, алайда қызуы әлсіз болады. Бұл ас дайындау мен өндірісте маңызды.
2. Жылу берілуі өзгереді. Температура төмен болғандықтан, өнімдер баяу піседі. Қатты қайнау әрдайым жоғары қызуды білдірмейді.
3. Адам ағзасына бейімделу қиындайды. Жағдайдың өзгеруі физикалық құбылыстармен қатар өзін-өзі сезінуге де әсер етеді.

Сол себепті таулы жерлерде арнайы пісіру тәсілдері қолданылады. Олар сирек ауаның әсерін өтеуге бағытталған.

Қоспалар қайнау температурасын қалай өзгертеді

Таза су табиғатта сирек кездеседі. Көп жағдайда оның құрамында тұздар, қанттар немесе басқа заттар ериді. Мұндай қоспалар сұйықтың қасиеттерін өзгертеді.

Әсері келесідей байқалады:

• еріген заттар қайнау температурасын көтереді;
• молекулалардың сұйықтан шығуы қиындайды;
• бу түзілуі үшін көбірек энергия қажет.

Тұзды су тұщыға қарағанда жоғары температурада қайнайды. Сондықтан ас әзірлеу кезінде тұз қосу қыздыру үдерісіне аздап ықпал етеді. Өндірісте бұл құбылыс қатаң түрде ескеріледі.

Қысым мен техниканың байланысы

Қысымның ықпалы тұрмыста да, өнеркәсіпте де белсенді пайдаланылады. Арнайы құрылғылар қайнау температурасын басқаруға мүмкіндік береді. Бұл тағам дайындау мен өңдеу мүмкіндігін кеңейтеді.

Іс жүзінде мынадай шешімдер қолданылады:

1. Қысым қазандары ішіндегі қысымды арттырады. Су қайнамай тұрып-ақ қатты қызады. Соның арқасында тағам тез піседі.
2. Зертханалық автоклавтар осы қағиданы пайдаланады. Олар жоғары температурада зарарсыздандыруды қамтамасыз етеді. Қарапайым қайнау жеткіліксіз болады.
3. Вакуумдық жүйелер қысымды төмендетеді. Сұйықтар аз температурада қайнайды. Бұл нәзік заттарды өңдеуде маңызды.

Осылайша қайнау температурасы басқарылатын параметрге айналады. Адам физикалық заңдарды өз қажетіне икемдей алды.

Неліктен бір ғана қайнау нүктесі жоқ

Бір тұрақты мән туралы түсінік оқуды жеңілдеткенімен, шынайы жағдайды толық ашпайды. Қайнау температурасы – өзгермелі шама. Ол бір мезетте бірнеше факторға тәуелді.

Негізгі себептерге мыналар жатады:

• атмосфералық қысымның өзгеруі;
• еріген заттардың болуы;
• техникалық құралдар арқылы жасалған ықпал.

Әр фактор соңғы нәтижеге өз үлесін қосады. Сондықтан бір сұйық әртүрлі жағдайда әрқалай әрекет етеді.

Су қысым мен ортаның құрамына байланысты әртүрлі температурада қайнайды. Теңіз деңгейінен биіктеу мәнді төмендетсе, қоспалар мен жоғары қысым оны арттырады. Бұл үдеріс қатаң физикалық заңдарға бағынады және кездейсоқ емес. Себептерді түсіну тұрмыстық бақылаулар мен технологиялық шешімдерді түсіндіруге көмектеседі. Негізгі қағидаларды білу күнделікті құбылыстарды анағұрлым түсінікті етеді.