Jaká je teplota převařené vody. Co určuje var vody?

Každý ví, že bod varu vody při normálním atmosférickém tlaku (asi 760 mm Hg) je 100 °C. Ne každý ale ví, že voda může vařit při různých teplotách. Bod varu závisí na řadě faktorů. Při splnění určitých podmínek může voda vřít při +70 °C, při +130 °C a dokonce i při 300 °C! Podívejme se na důvody podrobněji.

Co určuje bod varu vody?

K varu vody v nádobě dochází podle určitého mechanismu. Při zahřívání kapaliny se na stěnách nádoby, do které se nalévá, objevují vzduchové bubliny. Uvnitř každé bubliny je pára. Teplota páry v bublinách je zpočátku mnohem vyšší než ohřátá voda. Ale jeho tlak během tohoto období je vyšší než uvnitř bublin. Dokud se voda neohřeje, pára v bublinkách se stlačí. Poté pod vlivem vnějšího tlaku bubliny prasknou. Proces pokračuje, dokud se teploty kapaliny a páry v bublinách nevyrovnají. Nyní mohou parní koule vystoupit na povrch. Voda se začne vařit. Poté se proces ohřevu zastaví, protože přebytečné teplo je odváděno párou do atmosféry. To je termodynamická rovnováha. Připomeňme si fyziku: tlak vody se skládá z hmotnosti samotné kapaliny a tlaku vzduchu nad nádobou s vodou. Změnou jednoho ze dvou parametrů (tlak kapaliny v nádobě a atmosférický tlak) tedy můžete změnit bod varu.

Jaký je bod varu vody v horách?

V horách bod varu kapaliny postupně klesá. To je způsobeno tím, že při výstupu na horu postupně klesá atmosférický tlak. Aby se voda vařila, musí být tlak v bublinách, které se objevují během procesu zahřívání, roven atmosférickému tlaku. Proto s každým 300 m zvýšení nadmořské výšky v horách klesá bod varu vody přibližně o jeden stupeň. Tento typ vařící vody není tak horký jako vroucí kapalina na rovném terénu. Ve vysokých nadmořských výškách je obtížné a někdy nemožné vařit čaj. Závislost vařící vody na tlaku vypadá takto:

A co v jiných podmínkách?

Jaký je bod varu vody ve vakuu? Vakuum je vzácné prostředí, ve kterém je tlak výrazně nižší než tlak atmosférický. Na zbytkovém tlaku závisí i bod varu vody ve zředěném prostředí. Při podtlaku 0,001 atm. kapalina bude vařit při 6,7 °C. Typicky je zbytkový tlak asi 0,004 atm, takže při tomto tlaku voda vře při 30 °C. Se zvyšujícím se tlakem ve zředěném prostředí se bude zvyšovat bod varu kapaliny.

Proč se voda v uzavřené nádobě vaří při vyšší teplotě?

V hermeticky uzavřené nádobě souvisí bod varu kapaliny s tlakem uvnitř nádoby. Během procesu ohřevu se uvolňuje pára, která se jako kondenzát usazuje na víku a stěnách nádoby. Tlak uvnitř nádoby se tak zvyšuje. Například v tlakovém hrnci dosahuje tlak 1,04 atm, takže tekutina v něm vře při 120 °C. Typicky lze v takových nádobách regulovat tlak pomocí vestavěných ventilů a tím i teplotu.

Proces vařící vody se skládá ze tří fází:
- začátek první fáze - drobné vzduchové bublinky vyskakující ze dna konvice nebo jiné nádoby, ve které se voda přivádí k varu a na hladině vody se objevují nové bublinkové útvary. Postupně se počet takových bublin zvyšuje.

- na druhém stupeň vroucí vody dochází k masivnímu rychlému stoupání bublin vzhůru, což způsobuje nejprve mírné zakalení vody, které pak přechází v „bělení“, kdy voda vypadá jako proud pramene. Tento jev se nazývá var bílý klíč a extrémně krátkodobé.

– třetí fáze je doprovázena intenzivními procesy varu vody, výskytem velkých praskajících bublin a cákání na povrchu. Velké množství stříkanců znamená, že se voda příliš vyvařila.

Mimochodem, pokud rádi pijete čaj vařený s čistou přírodní vodou, můžete si jej objednat, aniž byste opustili svůj domov, například na webové stránce: http://www.aqualader.ru/. Poté vám ji doručovací společnost doručí až domů.

Běžní pozorovatelé si již dávno všimli skutečnosti, že všechny tři stupně vaření vody jsou doprovázeny různými zvuky. Voda v první fázi vydává sotva slyšitelný tenký zvuk. V druhé fázi se zvuk mění v šum, připomínající hučení včelího roje. Ve třetí fázi zvuky vařící vody ztrácejí svou jednotnost a stávají se ostrými a hlasitými, chaoticky rostou.

Vše stupeň vroucí vody lze snadno ověřit zkušeností. Když začneme ohřívat vodu v otevřené skleněné nádobě a periodicky měřit teplotu, po krátké době začneme pozorovat bublinky pokrývající dno a stěny nádoby.

Podívejme se blíže na bublinu, která se objeví u dna. Postupně zvětšující svůj objem bublina také zvětšuje plochu kontaktu s ohřívající se vodou, která ještě nedosáhla vysoké teploty. V důsledku toho dochází k ochlazení páry a vzduchu uvnitř bubliny, v důsledku čehož jejich tlak klesá a gravitace vody bublinu praskne. Právě v tomto okamžiku voda vydává zvuk charakteristický pro var, ke kterému dochází v důsledku srážek vody se dnem nádoby v místech, kde bubliny praskají.

Když se teplota ve spodních vrstvách vody blíží ke 100 stupňům Celsia, tlak uvnitř bublin se vyrovnává s tlakem vody na ně, v důsledku čehož se bubliny postupně roztahují. Zvětšení objemu bublin vede také ke zvýšení působení vztlakové síly na ně, pod jejímž vlivem se nejobjemnější bubliny oddělují od stěn nádoby a rychle stoupají vzhůru. Pokud horní vrstva vody ještě nedosáhla 100 stupňů, pak bublina, padající do chladnější vody, ztrácí část vodní páry, která kondenzuje a jde do vody. V tomto případě se bubliny opět zmenšují a vlivem gravitace padají dolů. U dna opět nabývají na objemu a stoupají vzhůru a právě tyto změny velikosti bublin vytvářejí charakteristický hluk vařící vody.

Ve chvíli, kdy celý objem vody dosáhne 100 stupňů, stoupající bubliny již nezmenšují svou velikost, ale praskají na samotném povrchu vody. V tomto případě se pára uvolňuje směrem ven, doprovázená charakteristickým bubláním - to znamená voda se vaří. Teplota, při které kapalina dosáhne varu, závisí na tlaku, kterému působí její volný povrch. Čím vyšší je tento tlak, tím vyšší je požadovaná teplota a naopak.

Ta voda se vaří 100 stupňů Celsia je známý fakt. Ale stojí za zvážení, že tato teplota platí pouze za normálního atmosférického tlaku (asi 101 kilopascalů). Se zvyšujícím se tlakem se také zvyšuje teplota, při které kapalina dosáhne varu. Například v tlakových hrncích se jídlo vaří pod tlakem blížícím se 200 kilopascalům, při kterém je bod varu vody 120 stupňů. Ve vodě při této teplotě probíhá vaření mnohem rychleji než při běžné teplotě varu – odtud název pánve.

Pokles tlaku tedy také snižuje bod varu vody. Například obyvatelé horských oblastí, kteří žijí v nadmořské výšce 3 km, dosahují varu vody rychleji než obyvatelé plání - všechny fáze varu vody se vyskytují rychleji, protože to vyžaduje pouze 90 stupňů při tlaku 70 kilopascalů. Obyvatelé hor však nemohou vařit například slepičí vejce, protože minimální teplota, při které se bílé sráží, je přesně 100 stupňů Celsia.

Na otázku, při jaké teplotě se voda vaří, odpovíte nejspíš 100 °C. A vaše odpověď bude správná, ale tato hodnota je správná pouze při normálním atmosférickém tlaku - 760 mm Hg. Umění. Voda může ve skutečnosti vařit jak při 80 °C, tak při 130 °C. Abychom vysvětlili důvod takových nesrovnalostí, musíme nejprve zjistit, co je to var.

Studium mechanismu tohoto fyzikálního jevu vám pomůže zjistit, kolik stupňů trvá, než se voda uvaří. Vaření je proces přeměny kapaliny na páru a probíhá v několika fázích:

1. Při zahřívání kapaliny vystupují z mikrotrhlin ve stěnách nádoby bubliny obsahující vzduch a vodní páru.
2. Bublinky se mírně roztahují, ale kapalina v nádobě je tak studená, že způsobuje kondenzaci páry v bublinkách.
3. Bubliny začnou praskat, dokud se celá tloušťka kapaliny dostatečně nezahřeje.
4. Po nějaké době se tlak vody a páry v bublinkách vyrovná. V této fázi mohou jednotlivé bubliny stoupat na povrch a uvolňovat páru.
5. Bubliny začnou intenzivně stoupat a vaření začíná s charakteristickým zvukem. Od této fáze se teplota v nádobě nemění.
6. Proces varu bude pokračovat, dokud veškerá kapalina nepřejde do plynného stavu.

Teplota páry

Teplota páry při varu vody je stejná jako teplota vody samotné. Tato hodnota se nezmění, dokud se veškerá kapalina v nádobě neodpaří. Během procesu varu se tvoří vlhká pára. Je nasycen kapalnými částicemi rovnoměrně rozmístěnými v celém objemu plynu. Dále dochází ke kondenzaci vysoce rozptýlených částic kapaliny a nasycená pára se mění na suchou páru.

Existuje také přehřátá pára, která je mnohem teplejší než vroucí voda. Lze jej však získat pouze pomocí speciálního vybavení.

Vliv tlaku

Již jsme zjistili, že k varu kapaliny je nutné vyrovnat tlak kapalné látky a páry. Protože tlak vody je součtem atmosférického tlaku a tlaku samotné kapaliny, můžete změnit dobu varu dvěma způsoby:

• změny atmosférického tlaku;
• změna tlaku v samotné nádobě.

První případ můžeme pozorovat na územích nacházejících se v různých nadmořských výškách nad mořem. Na pobřežích bude bod varu 100 °C, ale na vrcholu Everestu jen 68 °C. Vědci spočítali, že při výstupu na hory se každých 300 metrů sníží bod varu vody o 1 °C.

Tyto hodnoty se mohou lišit v závislosti na chemickém složení vody a přítomnosti nečistot (soli, kovové ionty, rozpustné plyny).

K získání vařící vody se nejčastěji používají konvičky. Bod varu vody v konvici také závisí na oblasti bydliště. Obyvatelům horských oblastí se doporučuje používat autoklávy a tlakové hrnce, které pomáhají ohřívat vařící vodu a urychlovat proces vaření.

Vroucí slaná voda

Stupeň varu vody určuje přítomnost nečistot v ní. Mořská voda obsahuje ionty sodíku a chlóru. Jsou umístěny mezi molekulami H2O a přitahují je. Tento proces je známý jako hydratace.

Vazba mezi vodou a ionty soli je mnohem silnější než mezi molekulami vody. Vařit slanou vodu vyžaduje více energie, aby se tyto vazby mohly rozbít. Touto energií je teplota.

Také slaná tekutina se od čerstvé tekutiny liší nízkou koncentrací molekul H2O. V tomto případě se při zahřátí začnou pohybovat rychleji, ale nemohou vytvořit dostatečně velkou bublinu páry, protože se srážejí méně často. Tlak malých bublinek nestačí k tomu, aby se dostaly na povrch.

Chcete-li vyrovnat vodu a atmosférický tlak, musíte zvýšit teplotu. Proto se slaná voda vaří mnohem déle než sladká voda a bod varu bude záviset na koncentraci soli. Je známo, že při přidání 60 g NaCl do 1 litru kapaliny se bod varu zvýší o 10 °C.

Jak změnit bod varu

V horských oblastech je velmi obtížné vařit jídlo, zabere to příliš mnoho času. Důvodem je, že vařící voda není dostatečně horká. Ve velmi vysokých nadmořských výškách je téměř nemožné uvařit vejce, natož uvařit maso, které potřebuje dobrou tepelnou úpravu.

Změna teploty, při které se kapalina vaří, je důležitá pro obyvatele nejen horských oblastí.

Pro sterilizaci výrobků a zařízení je vhodné používat teplotu vyšší než 100 °C, protože některé mikroorganismy jsou odolné vůči teplu.

To je důležitá informace nejen pro ženy v domácnosti, ale i pro specialisty pracující v laboratořích. Také zvýšení bodu varu může výrazně ušetřit čas strávený vařením, což je v naší době důležité.

Chcete-li toto číslo zvýšit, musíte použít těsně uzavřenou nádobu. Nejlépe se k tomu hodí tlakové hrnce, u kterých víko nepropouští páru a zvyšuje tak tlak uvnitř nádoby. Při ohřevu se pára uvolňuje, ale protože nemůže uniknout ven, sráží se na vnitřní straně víka. To vede k výraznému zvýšení vnitřního tlaku. V autoklávech je tlak 1–2 atmosféry, kapalina v nich tedy vře při teplotě 120–130 °C.

Maximální bod varu vody je stále neznámý, protože tento indikátor se může zvyšovat, pokud se zvyšuje atmosférický tlak. Je známo, že voda v parních turbínách nemůže vřít ani při 400 °C a tlaku několika desítek atmosfér. Stejná data byla získána ve velkých hloubkách oceánu.

Vařící voda při sníženém tlaku: Video

Proces varu zahrnuje přechod kapalné látky do plynného stavu. Rozdíl mezi odpařováním je v tom, že k němu dochází ve vztahu k určitým ukazatelům, mezi které patří nejen teplota, ale také tlak. Rychlost varu zcela souvisí s molekulami, které se při zahřátí začnou častěji srážet. Pokud vezmeme běžné podmínky, pak se za bod varu považuje zahřátí o 100 stupňů Celsia, ale ve skutečnosti se jedná o rozsah hodnot, který závisí jak na kapalině samotné, tak na tlaku vně a uvnitř vody. . Abychom to shrnuli, tento rozsah má hodnoty od 70, na velmi vysoké hoře, do 110, pokud je blíže k hladině moře.

Teplota páry vařící vody v konvici

Pára je kapalina, pouze její skupenství přechází do plynné formy. Při interakci se vzduchem na něj, stejně jako jiné plynné látky, může vyvíjet tlak. Během odpařování bude teplota páry a kapaliny konstantní, dokud se kapalina neodpaří. To se děje kvůli skutečnosti, že veškerá teplota je vynaložena na tvorbu páry. Tato situace podporuje tvorbu suché syté páry.

Důležité vědět! Když se kapalina vaří, má pára stejné stupně jako ona. Páru teplejší než samotná kapalina lze získat pouze pomocí speciálních zařízení. Stupně potřebné k varu běžné tekutiny jsou 100 stupňů Celsia.

Při jaké teplotě se vaří slaná voda?

Osolenou vodu přivedeme k varu, snad jen při vyšších teplotách než v případě běžné vody. Slaná voda obsahuje sadu iontů, které vyplňují prostorové mezery molekul vody. Z tohoto důvodu dochází k hydrataci, když se ionty soli spojí s molekulami kapaliny. Protože po hydrataci je vazba mezi molekulami znatelně silnější, proces odpařování trvá déle.

Slaná voda vlivem zahřívání neustále ztrácí molekuly, takže jejich srážky budou mnohem méně časté. Vaření bude trvat déle než u čerstvé vody. Teplota, při které můžete přeměnit slanou vodu na vodu vařící, může být v průměru o 10 stupňů Celsia vyšší než normálně.

Stupeň varu destilované vody

Destilovaná forma je čištěná kapalina, která neobsahuje prakticky žádné nečistoty. Typicky je určen pro technické, lékařské a výzkumné aplikace.

Pozor! Jeho konzumace a vaření jídla s ním se přísně nedoporučuje.

Voda se vyrábí pomocí speciálního destilačního zařízení, kde se čerstvá voda odpařuje a pára kondenzuje. Na konci destilace zůstanou nečistoty mimo kapalinu.

Destilovaný typ se vaří stejně jako čerstvá voda z kohoutkové - 100 stupňů Celsia. Je zde drobný rozdíl v tom, že destilovaná tekutina přijde rychleji k varu, ale tento rozdíl je zcela nepatrný.

Jak tlak ovlivňuje proces varu vody?

Tlak má významný rozdíl pro var kapaliny. V tomto případě hraje roli atmosférický tlak a tlak uvnitř vody. Pokud například zapálíte vodu ve vysoké nadmořské výšce, bude k varu stačit 70 stupňů Celsia. V horách představuje vaření určité potíže. To trvá déle, protože vroucí voda nebude dostatečně horká. Neúspěchem skončí například pokus uvařit vařené vejce, nemluvě o vařeném mase, které vyžaduje dobrou tepelnou úpravu.

Důležité! Neměli byste jíst nic, co nebylo tepelně upraveno nebo dobře uvařeno. Zejména pokud jde o turistiku a jiné vycházky do přírody. Takové nuance musíte předvídat předem a pojistit se proti možným překvapením.

Být blízko moře, bod varu bude vždy 100 stupňů. Jak stoupáte do hor, teplota varu klesne o 1 stupeň na každých 300 metrů, které jdete nahoru. Proto se obyvatelům, jejichž domy se nacházejí na vyvýšených místech, doporučuje používat autoklávy k vaření tekutin, aby byly teplejší.

Pozor! Zaměstnanci zdravotnických zařízení a laboratoří musí tyto informace znát.

Koneckonců, je známo, že pro sterilizaci produktů a zařízení je nutná teplota 100 stupňů a vyšší. V opačném případě nebude nástroj a další zařízení sterilní, což může následně vést k mnoha komplikacím.

Je známo, že nejvyšší stupeň vody dosud nebyl objeven. Je to důsledek toho, že může růst, dokud neexistuje limit pro atmosférický tlak, respektive jeho růst. Parní turbíny ohřívají vodu až na 400 stupňů, přičemž se nevaří a tlak je udržován na 30-40 atmosfér.

Var je proces změny stavu agregace látky. Když mluvíme o vodě, máme na mysli změnu z kapalného skupenství do skupenství páry. Je důležité si uvědomit, že varem není odpařování, ke kterému může dojít i při pokojové teplotě. Také by se neměl zaměňovat s varem, což je proces ohřevu vody na určitou teplotu. Nyní, když jsme pochopili pojmy, můžeme určit, při jaké teplotě se voda vaří.

Proces

Proces přeměny stavu agregace z kapalného na plynný je složitý. A ačkoli to lidé nevidí, existují 4 fáze:

1. V první fázi se na dně vyhřívané nádoby tvoří malé bublinky. Mohou být také vidět po stranách nebo na hladině vody. Vznikají v důsledku expanze vzduchových bublin, které jsou vždy přítomny ve spárách nádoby, kde se ohřívá voda.
2. Ve druhé fázi se objem bublin zvětšuje. Všichni začnou spěchat na povrch, protože uvnitř nich je nasycená pára, která je lehčí než voda. Se zvyšující se teplotou ohřevu se zvyšuje tlak bublinek a díky známé Archimédově síle jsou vytlačovány k povrchu. V tomto případě můžete slyšet charakteristický zvuk varu, který se vytváří v důsledku neustálého rozpínání a zmenšování velikosti bublin.
3. Ve třetí fázi je na povrchu vidět velké množství bublin. To zpočátku vytváří ve vodě zákal. Tento proces se lidově nazývá „bílý var“ a trvá krátkou dobu.
4. Ve čtvrté fázi se voda intenzivně vaří, na hladině se objevují velké praskající bubliny a mohou se objevit stříkance. Nejčastěji rozstřikování znamená, že kapalina dosáhla maximální teploty. Z vody začne vycházet pára.

Je známo, že voda se vaří při teplotě 100 stupňů, což je možné pouze ve čtvrtém stupni.

Teplota páry

Pára je jedním ze skupenství vody. Když se dostane do vzduchu, vyvíjí na něj, stejně jako jiné plyny, určitý tlak. Během odpařování zůstává teplota páry a vody konstantní, dokud celá kapalina nezmění svůj stav agregace. Tento jev lze vysvětlit tím, že během varu je veškerá energie vynaložena na přeměnu vody na páru.

Na samém začátku varu se tvoří vlhká nasycená pára, která po odpaření veškeré kapaliny vyschne. Pokud její teplota začne překračovat teplotu vody, pak se taková pára přehřeje a její vlastnosti se budou blížit plynu.

Vroucí slaná voda

Je docela zajímavé vědět, při jaké teplotě se vaří voda s vysokým obsahem soli. Je známo, že by měla být vyšší díky obsahu iontů Na+ a Cl- ve složení, které zabírají oblast mezi molekulami vody. Tím se chemické složení vody se solí liší od běžné čerstvé tekutiny.

Faktem je, že ve slané vodě probíhá hydratační reakce - proces přidávání molekul vody k iontům soli. Vazby mezi molekulami sladké vody jsou slabší než vazby vzniklé během hydratace, takže tekutině s rozpuštěnou solí bude trvat déle, než se uvaří. Se stoupající teplotou se molekuly ve slané vodě pohybují rychleji, ale je jich méně, což způsobuje, že ke srážkám mezi nimi dochází méně často. V důsledku toho vzniká méně páry a její tlak je tedy nižší než tlak páry sladké vody. V důsledku toho bude pro úplné odpaření zapotřebí více energie (teploty). V průměru na uvaření jednoho litru vody obsahující 60 gramů soli je nutné zvýšit stupeň varu vody o 10 % (tedy o 10 C).

Závislost varu na tlaku

Je známo, že v horách bez ohledu na chemické složení vody bude bod varu nižší. K tomu dochází, protože atmosférický tlak je ve výšce nižší. Za normální tlak se považuje 101,325 kPa. S ním je bod varu vody 100 stupňů Celsia. Pokud ale vylezete na horu, kde je tlak v průměru 40 kPa, tak se tam voda bude vařit na 75,88 C. To ale neznamená, že vařením na horách budete muset strávit skoro o polovinu méně času. Tepelná úprava potravin vyžaduje určitou teplotu.

Předpokládá se, že v nadmořské výšce 500 metrů nad mořem bude voda vařit při 98,3 C a ve výšce 3000 metrů bude bod varu 90 C.

Všimněte si, že tento zákon platí i v opačném směru. Pokud umístíte kapalinu do uzavřené baňky, kterou nemůže procházet pára, pak se zvýšením teploty a tvorbou páry se v této baňce zvýší tlak a při vyšší teplotě dojde k varu za zvýšeného tlaku. Například při tlaku 490,3 kPa bude bod varu vody 151 C.

Vroucí destilovaná voda

Destilovaná voda je čištěná voda bez jakýchkoliv nečistot. Často se používá pro lékařské nebo technické účely. Vzhledem k tomu, že v takové vodě nejsou žádné nečistoty, nepoužívá se k vaření. Je zajímavé, že destilovaná voda se vaří rychleji než běžná sladká voda, ale bod varu zůstává stejný - 100 stupňů. Rozdíl v době varu však bude minimální – jen zlomek vteřiny.

V konvici

Lidé se často diví, při jaké teplotě se vaří voda v konvici, protože to jsou zařízení, která používají k vaření tekutin. S ohledem na skutečnost, že atmosférický tlak v bytě je stejný jako standardní a použitá voda neobsahuje soli a jiné nečistoty, které by tam neměly být, bude bod varu také standardní - 100 stupňů. Pokud ale voda obsahuje sůl, pak bude bod varu, jak již víme, vyšší.

Závěr

Nyní víte, při jaké teplotě se voda vaří a jak atmosférický tlak a složení kapaliny ovlivňují tento proces. Na tom není nic složitého a děti takové informace ve škole dostávají. Hlavní je si pamatovat, že s klesajícím tlakem klesá i bod varu kapaliny a jak se zvyšuje, tak se také zvyšuje.

Na internetu lze najít mnoho různých tabulek, které udávají závislost bodu varu kapaliny na atmosférickém tlaku. Jsou dostupné všem a aktivně je využívají školáci, studenti a dokonce i učitelé v ústavech.