ซ็อกเก็ต

ทำไมน้ำในกระทะไม่เดือด? ฟิสิกส์โมเลกุล ของเหลวเดือด น้ำจืดต้ม

สิ่งที่ไอน์สไตน์บอกกับ Wolke Robert พ่อครัวของเขา

ทำไมน้ำถึงเดือด?

ทำไมน้ำถึงเดือด?

“ผมกับภรรยาไม่เห็นด้วยกับคำถามนี้ น้ำในกระทะจะเดือดเร็วขึ้นไหมถ้าปิดฝาไว้? เธอตอบใช่ มันจะเดือดเร็วขึ้นเพราะไม่มีฝาปิด จำนวนมากความร้อนก็หายไป ฉันเชื่อว่าน้ำจะเดือดทีหลังเพราะฝาจะเพิ่มแรงดันภายในและจุดเดือดของน้ำก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เหมือนในหม้ออัดแรงดัน แล้วพวกเราคนไหนล่ะที่ใช่?

ภรรยาของคุณชนะ แม้ว่าคุณจะพูดถูกบางส่วนก็ตาม

เมื่อน้ำในกระทะร้อนขึ้นและอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ไอน้ำก็จะปรากฏขึ้นเหนือพื้นผิวมากขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะโมเลกุลของน้ำบนพื้นผิวได้รับพลังงานมากพอที่จะ "หลบหนี" จากของเหลวเข้าไปได้ สภาพแวดล้อมทางอากาศ- ปริมาตรของไอน้ำที่เพิ่มขึ้นจะส่งผลให้มีปริมาณพลังงานเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งหากไม่เช่นนั้นจะต้องใช้ในการทำให้น้ำร้อนมากขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งจุดเดือดอยู่ใกล้เท่าไร พลังงานแต่ละโมเลกุลของไอน้ำก็จะพาไปด้วยมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งสำคัญมากที่งานจะต้องไม่สูญเสียโมเลกุลเหล่านี้ไป ฝาปิดกระทะบางส่วนปิดกั้นการสูญเสียโมเลกุลเหล่านี้ทั้งหมด ยิ่งปิดฝาแน่น โมเลกุล "ร้อน" ก็จะยังคงอยู่ในกระทะมากขึ้นและน้ำจะเดือดเร็วขึ้น

ข้อความของคุณตามที่ฝาทำให้ความดันภายในกระทะเพิ่มขึ้นราวกับว่าอยู่ในหม้ออัดความดันและด้วยเหตุนี้จุดเดือดจึงเพิ่มขึ้น (ดังนั้นช่วงเวลาที่แท้จริงของการเดือดจึงล่าช้า) จึงถูกต้องตามทฤษฎี แต่ในความเป็นจริงแล้วทุกอย่างแตกต่างออกไป แม้แต่ฝาปิดที่หนาและแน่นก็จะทำให้แรงดันภายในเพิ่มขึ้นน้อยกว่า 0.1% ซึ่งจะทำให้จุดเดือดเพิ่มขึ้นหนึ่งในร้อยองศา ปรากฎว่าคุณมีแนวโน้มที่จะชะลอช่วงเวลาของการเดือดโดยการสะกดจิตกระทะด้วยการจ้องมองแทนที่จะปิดฝา

ข้อความนี้เป็นส่วนเกริ่นนำจากหนังสือวิธีเพิ่มความแข็งแกร่งของชาย ตรวจสอบแล้ว 100 รายการ สูตรอาหารพื้นบ้าน ผู้เขียน ซโวนาเรฟ นิโคไล มิคาอิโลวิช

จากหนังสือทิงเจอร์เหล้าวอดก้า ผู้เขียน คอสตินา ดาเรีย

น้ำส้ม (หรือน้ำเกรพฟรุต) หั่นส้มสุก 8 ผล (หรือเกรปฟรุต) เป็นชิ้นแล้วโรยด้วยน้ำตาล (2 กก.) เทน้ำ 10 ลิตรแล้วนำไปต้ม ปรุงอาหารด้วยไฟอ่อนเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงแล้วจึงนำออก เพื่อเตรียมน้ำส้ม

จากหนังสือความจริงและคำโกหกเกี่ยวกับวอดก้ารัสเซีย ต่อต้าน Pokhlebkin ผู้เขียน โรดิโอนอฟ บอริส วิคโตโรวิช

1. เหตุใดจึงเขียนหนังสือเล่มนี้? ปัจจุบันนี้ได้รับการตีพิมพ์มากที่สุดและด้วยเหตุนี้ หนังสือที่อ่านได้เกี่ยวกับประวัติศาสตร์รัสเซีย เครื่องดื่มแอลกอฮอล์– “ประวัติศาสตร์ของวอดก้า” โดย V.V. Pokhlebkin ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในปี 1991 และเป็นเวลาเกือบ 20 ปีแล้วที่ผู้อ่านเกิดแนวคิดบางอย่างเกี่ยวกับเรา

จากหนังสือ The Kremlin Diet 200 คำถามและคำตอบ ผู้เขียน Chernykh Evgeniy

จากหนังสือสิ่งที่ไอน์สไตน์บอกแม่ครัวของเขา โดย โวลค์ โรเบิร์ต

จากหนังสือ Down with the extralbs! รวดเร็วและตลอดไป! วิธีโชปราที่ดาราฮอลลีวูดใช้ โดย โชปรา ดีพัค

ทำไมปลาถึงมีกลิ่นเหมือนปลา? “ปลาควรมีกลิ่นคาวไหม” ไม่เลย ผู้คนต่างทนกับกลิ่นคาว อาจคิดว่า “แล้วปลาจะมีกลิ่นอะไรอีกล่ะ?” แม้ว่าอาจจะดูแปลกแต่ปลาก็ไม่จำเป็นต้องมีกลิ่นเหมือนปลา

จากหนังสือ หนังสือเล่มใหญ่เรื่องโภชนาการเพื่อสุขภาพ ผู้เขียน กูร์วิช มิคาอิล เมโรวิช

ทำไมแครกเกอร์ถึงมีรู “ทำไมแครกเกอร์และมัทซาห์ถึงมีรูเล็กๆ เหล่านี้” แทบจะไม่มีแครกเกอร์ที่ไม่มีลวดลายเป็นรูเล็กๆ เลย ดูเหมือนว่าผู้ผลิตมัทซาห์ ซึ่งเป็นขนมปังไร้เชื้อที่รับประทานในเทศกาลปัสกา (ปัสกาของชาวยิว) หมกมุ่นอยู่กับการเจาะทะลุ ใน

จากหนังสือ ตอนนี้ฉันกินอะไรก็ได้ที่ฉันต้องการ! ระบบไฟฟ้าของเดวิด ยาน โดยเอียนเดวิด

ทำไมสิ่งนี้ถึงช่วยคุณได้?

จากหนังสืออาหารอันเงียบสงบ โดย ดาลเก้ รูดิเกอร์

จากหนังสือ อาหารเครมลินและโรคของระบบกล้ามเนื้อและกระดูก ผู้เขียน ลูโคฟกีนา ออริกา

เท่าไหร่ เมื่อไร ทำไม? วิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถให้คำแนะนำที่ชัดเจนแก่เราแต่ละคนได้: กินสิ่งนี้และสิ่งนั้นในปริมาณเช่นนั้นและเช่นนั้น ฉันไม่แน่ใจว่าเธอจะสามารถทำสิ่งนี้ได้อย่างเด็ดขาดในอนาคตอันใกล้นี้ และหากพบคำแนะนำที่ชัดเจนในสิ่งพิมพ์ยอดนิยมใด ๆ

จากหนังสือวิธีดื่มอย่างเหมาะสม จากไวน์ผสมฤดูหนาวไปจนถึงครุชอนในฤดูร้อน คู่มือที่ขาดไม่ได้สำหรับผู้ที่รักการใช้ชีวิต ตลอดทั้งปี โดยวิกตอเรีย มัวร์

จากหนังสือ 195 สูตรอาหารเพื่อสุขภาพกระดูกสันหลัง ผู้เขียน ซิเนลนิโควา เอ.เอ.

ทำไมเราถึงหันไป? ความโหดร้ายที่พบในฟาร์มแบบโรงงานเป็นสิ่งที่คนส่วนใหญ่ไม่เคยจินตนาการถึงฝันร้ายที่เลวร้ายที่สุด ครัวเรือนชาวเยอรมันส่วนใหญ่มีสัตว์เลี้ยงที่เป็นที่รักและหวงแหน ผู้อยู่อาศัยในสหรัฐอเมริกา

จากหนังสือ 172 สูตรอาหาร อาหารที่ดีที่สุดปราศจากกลูเตน ผู้เขียน ซิเนลนิโควา เอ.เอ.

จากหนังสือของผู้เขียน

วิธีทำน้ำแข็งหากคุณมีเวลาน้อยเพราะเหตุใด น้ำร้อนแข็งเร็วกว่าความเย็น คุณต้องการวอดก้ามาร์ตินี่อย่างยิ่ง แต่นี่เป็นการค้นพบที่ไม่พึงประสงค์ - มีวิกฤตการณ์น้ำแข็งในบ้าน สิ่งที่ควรทำ: ก) เติมถาดน้ำแข็งจากที่เพิ่งสดใหม่

จากหนังสือของผู้เขียน

ทำไมคุณถึงเจ็บหลังและคอ โรคกระดูกสันหลังจึงกลายเป็นปัญหาที่พบบ่อยสำหรับมนุษยชาติ และอาการปวดหลังก็เป็นเรื่องปกติ การเปลี่ยนแปลงของกระดูกสันหลัง ความโค้ง การสั้นลง การสึกหรอของกระดูกสันหลัง และโรคอื่นๆ ไม่เพียงแต่สร้างความเจ็บปวดให้กับตัวเองเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดอาการเจ็บปวดอีกด้วย

จากหนังสือของผู้เขียน

กลูเตนเป็นอันตรายอย่างไรและทำไม? ใน เมื่อเร็วๆ นี้มีหลายทฤษฎีเกิดขึ้นเกี่ยวกับอันตรายขององค์ประกอบหนึ่งหรืออย่างอื่นที่มีอยู่ในอาหาร มีการติดตาม "เรื่องสยองขวัญ" ทุกที่: ในรายการเกี่ยวกับสุขภาพ, จากหน้านิตยสารและหนังสือพิมพ์, บนอินเทอร์เน็ต พิจารณาจากข้อความที่มีนัยสำคัญ

การเดือดเป็นกระบวนการเปลี่ยนสถานะการรวมตัวของสาร เมื่อเราพูดถึงน้ำ เราหมายถึงการเปลี่ยนแปลงจากสถานะของเหลวเป็นสถานะไอ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าการเดือดไม่ใช่การระเหย ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้แม้ที่อุณหภูมิห้อง ไม่ควรสับสนกับการต้มซึ่งเป็นกระบวนการให้น้ำร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด ตอนนี้เราเข้าใจแนวคิดแล้ว เราก็สามารถกำหนดได้ว่าน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิเท่าใด

กระบวนการ

กระบวนการเปลี่ยนสถานะการรวมตัวจากของเหลวเป็นก๊าซนั้นซับซ้อน และถึงแม้ว่าผู้คนจะไม่เห็นมัน แต่ก็มี 4 ระยะ:

  1. ในระยะแรก ฟองอากาศเล็กๆ จะเกิดขึ้นที่ด้านล่างของภาชนะที่ให้ความร้อน สามารถมองเห็นได้ที่ด้านข้างหรือบนผิวน้ำ เกิดขึ้นเนื่องจากการขยายตัวของฟองอากาศซึ่งมักปรากฏอยู่ในรอยแตกของภาชนะที่ทำให้น้ำร้อน
  2. ในระยะที่สอง ปริมาตรของฟองอากาศจะเพิ่มขึ้น พวกเขาทั้งหมดเริ่มพุ่งขึ้นสู่ผิวน้ำเนื่องจากภายในนั้นมีไอน้ำอิ่มตัวซึ่งเบากว่าน้ำ เมื่ออุณหภูมิความร้อนเพิ่มขึ้น ความดันของฟองอากาศจะเพิ่มขึ้น และฟองอากาศจะถูกผลักขึ้นสู่พื้นผิวด้วยแรงของอาร์คิมิดีสที่รู้จักกันดี ในกรณีนี้คุณสามารถได้ยินเสียงลักษณะเฉพาะของการเดือดซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการขยายตัวและลดขนาดของฟองอย่างต่อเนื่อง
  3. ในขั้นตอนที่สาม ฟองอากาศจำนวนมากสามารถเห็นบนพื้นผิวได้ สิ่งนี้เริ่มแรกจะทำให้เกิดความขุ่นในน้ำ กระบวนการนี้เรียกกันทั่วไปว่า “การต้มสีขาว” และใช้เวลาไม่นาน
  4. ในขั้นตอนที่สี่ น้ำจะเดือดอย่างแรง ฟองสบู่ขนาดใหญ่จะปรากฏขึ้นบนพื้นผิว และอาจเกิดกระเด็นขึ้นมาได้ ส่วนใหญ่แล้ว การกระเด็นหมายความว่าของเหลวมีความร้อนถึงระดับนั้น อุณหภูมิสูงสุด- ไอน้ำจะเริ่มเล็ดลอดออกมาจากน้ำ

เป็นที่ทราบกันว่าน้ำเดือดที่อุณหภูมิ 100 องศาซึ่งเป็นไปได้เฉพาะในขั้นตอนที่สี่เท่านั้น

อุณหภูมิไอน้ำ

ไอน้ำเป็นหนึ่งในสถานะของน้ำ เมื่อมันเข้าสู่อากาศ มันก็เหมือนกับก๊าซอื่น ๆ ที่ออกแรงกดทับมัน ในระหว่างการกลายเป็นไอ อุณหภูมิของไอน้ำและน้ำจะยังคงที่จนกว่าของเหลวทั้งหมดจะเปลี่ยนสถานะการรวมตัว ปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าในระหว่างการต้ม พลังงานทั้งหมดจะใช้ในการเปลี่ยนน้ำให้เป็นไอน้ำ

ที่จุดเริ่มต้นของการเดือดจะเกิดไอน้ำอิ่มตัวที่เปียกซึ่งจะแห้งหลังจากที่ของเหลวระเหยหมดแล้ว หากอุณหภูมิเริ่มเกินอุณหภูมิของน้ำ แสดงว่าไอน้ำนั้นร้อนเกินไปและลักษณะของมันจะใกล้เคียงกับก๊าซมากขึ้น

ต้มน้ำเกลือ

เป็นเรื่องน่าสนใจทีเดียวที่จะทราบว่าอุณหภูมิของน้ำที่มีปริมาณเกลือสูงเดือดอยู่ที่เท่าใด เป็นที่ทราบกันดีว่าควรจะสูงกว่านี้เนื่องจากมี Na+ และ Cl-ions ในองค์ประกอบ ซึ่งครอบครองพื้นที่ระหว่างโมเลกุลของน้ำ ทำให้องค์ประกอบทางเคมีของน้ำที่มีเกลือแตกต่างจากของเหลวสดธรรมดา

ความจริงก็คือในน้ำเกลือเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นซึ่งเป็นกระบวนการเติมโมเลกุลของน้ำลงในไอออนของเกลือ การสื่อสารระหว่างโมเลกุล น้ำจืดอ่อนแอกว่าที่เกิดขึ้นระหว่างการให้น้ำ ดังนั้นการต้มของเหลวด้วยเกลือที่ละลายจะใช้เวลานานกว่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น โมเลกุลในน้ำเค็มจะเคลื่อนที่เร็วขึ้น แต่มีน้อยลง ทำให้การชนกันระหว่างโมเลกุลเกิดขึ้นน้อยลง ส่งผลให้มีการผลิตไอน้ำน้อยลง และแรงดันไอน้ำจึงต่ำกว่าแรงดันไอน้ำของน้ำจืด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้พลังงาน (อุณหภูมิ) มากขึ้นเพื่อให้กลายเป็นไอโดยสมบูรณ์ โดยเฉลี่ยแล้วในการต้มน้ำหนึ่งลิตรที่มีเกลือ 60 กรัมจำเป็นต้องเพิ่มระดับการเดือดของน้ำ 10% (นั่นคือ 10 C)

การขึ้นอยู่กับแรงดันเดือด

เป็นที่รู้กันว่าในภูเขาโดยไม่คำนึงถึง องค์ประกอบทางเคมีน้ำจะมีจุดเดือดต่ำกว่า สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะว่า ความดันบรรยากาศที่ระดับความสูงด้านล่าง ความดันปกติมีค่าเท่ากับ 101.325 kPa โดยมีจุดเดือดของน้ำอยู่ที่ 100 องศาเซลเซียส แต่ถ้าคุณปีนภูเขาซึ่งมีความดันเฉลี่ย 40 kPa น้ำที่นั่นจะเดือดที่ 75.88 C แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าคุณจะต้องใช้เวลาเกือบครึ่งหนึ่งในการปรุงอาหารบนภูเขา การอบอาหารด้วยความร้อนต้องใช้อุณหภูมิในระดับหนึ่ง

เชื่อกันว่าที่ระดับความสูง 500 เมตรจากระดับน้ำทะเล น้ำจะเดือดที่ 98.3 C และที่ระดับความสูง 3,000 เมตร จุดเดือดจะอยู่ที่ 90 C

โปรดทราบว่า กฎหมายฉบับนี้ยังทำงานในทิศทางตรงกันข้ามอีกด้วย หากคุณวางของเหลวในขวดปิดซึ่งไอน้ำไม่สามารถผ่านได้ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและการก่อตัวของไอน้ำ ความดันในขวดนี้จะเพิ่มขึ้น และการเดือดที่ความดันเพิ่มขึ้นจะเกิดขึ้นที่มากขึ้น อุณหภูมิสูง- เช่น ที่ความดัน 490.3 kPa จุดเดือดของน้ำจะเป็น 151 C

น้ำกลั่นเดือด

น้ำกลั่นคือน้ำบริสุทธิ์ที่ไม่มีสิ่งเจือปนใดๆ มักใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์หรือทางเทคนิค เนื่องจากน้ำดังกล่าวไม่มีสิ่งเจือปนจึงไม่ได้ใช้ปรุงอาหาร เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าน้ำกลั่นเดือดเร็วกว่าน้ำจืดธรรมดา แต่จุดเดือดยังคงเท่าเดิม - 100 องศา อย่างไรก็ตามความแตกต่างของเวลาในการเดือดจะน้อยมาก - เพียงเสี้ยววินาทีเท่านั้น

ในกาน้ำชา

ผู้คนมักสงสัยว่าน้ำในกาต้มน้ำมีอุณหภูมิเท่าใด เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ต้มของเหลว โดยคำนึงถึงความจริงที่ว่าความดันบรรยากาศในอพาร์ทเมนต์เท่ากับมาตรฐานและน้ำที่ใช้ไม่มีเกลือและสิ่งสกปรกอื่น ๆ ที่ไม่ควรมีอยู่จากนั้นจุดเดือดก็จะเป็นมาตรฐาน - 100 องศา แต่ถ้าน้ำมีเกลือ จุดเดือดจะสูงขึ้นอย่างที่เรารู้อยู่แล้ว

บทสรุป

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าน้ำเดือดที่อุณหภูมิเท่าใด และความดันบรรยากาศและองค์ประกอบของของเหลวส่งผลต่อกระบวนการนี้อย่างไร ไม่มีอะไรซับซ้อนเกี่ยวกับเรื่องนี้ และเด็กๆ จะได้รับข้อมูลดังกล่าวที่โรงเรียน สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าเมื่อความดันลดลง จุดเดือดของของเหลวก็ลดลงเช่นกัน และเมื่อเพิ่มขึ้นก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน

บนอินเทอร์เน็ต คุณจะพบตารางต่างๆ มากมายที่ระบุถึงจุดเดือดของของเหลวต่อความดันบรรยากาศ มีไว้สำหรับทุกคนและเด็กนักเรียน นักเรียน และแม้แต่ครูในสถาบันก็ใช้งานอย่างแข็งขัน

/เรียนทำครัว

คุณจะรู้ได้อย่างไรว่าน้ำเดือดแล้ว?ฟองอากาศขนาดใหญ่จะลอยขึ้นมาจากก้นกระทะ ใหญ่โตไม่เท่าหัวเข็มหมุด หากมีฟองจำนวนมากลอยขึ้นตามผนังกระทะก็เรียกว่าการเดือดอย่างรวดเร็ว แม้ว่าคุณจะเอา ช้อนไม้และคุณคนน้ำเป็นวงกลม ฟองอากาศจะยังคงลอยขึ้นไปด้านบน - การเดือดอย่างแรงจะดำเนินต่อไป มีเพียงฟองอากาศขนาดเล็กเท่านั้นที่สามารถหายไปได้หลังจากขั้นตอนดังกล่าว


คำแนะนำเก่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่เตรียมอาหารในเย็นวันธรรมดา: วางกระทะบนไฟทันทีที่ข้ามธรณีประตู ตั้งไฟแรงที่สุดเพื่อช่วยให้น้ำเดือดเร็วขึ้น


หากคุณกำลังจะปรุงพาสต้า- เกลือน้ำ เมื่อคุณสับผัก น้ำจะเดือดและพร้อมที่จะปรุงพาสต้า วางพาสต้าในน้ำเดือด เพียงระวังอย่าให้ถูกไฟไหม้! ดูบรรจุภัณฑ์พาสต้า บันทึกเวลาขั้นต่ำที่ระบุไว้บนบรรจุภัณฑ์ (หากพาสต้ายังไม่พร้อมภายในเวลานี้ คุณสามารถ "ทำให้เสร็จ" ได้ตลอดเวลา) ผัดพาสต้าแต่อย่าบ่อย หรือโยนผักลงไปในน้ำ เมื่อคุณใส่อะไรลงไปในน้ำเดือด ฟองสบู่จะหยุดเพิ่มขึ้นสักพักหนึ่ง


สูตรส่วนใหญ่แนะนำ“ปล่อยให้น้ำเดือดอีกครั้ง” นั่นคือคุณต้องเก็บไว้ในไฟแรงจนฟองใหญ่ปรากฏขึ้นอีกครั้ง ตามกฎแล้ว ณ จุดนี้คุณต้องวางจานด้วยไฟอ่อน - ฟองเล็ก ๆ จะปรากฏขึ้นที่ขอบกระทะและฟองขนาดใหญ่จะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำเป็นครั้งคราวเท่านั้น ข้อเท็จจริง: เปิด เตาไฟฟ้าน้ำเดือดเร็วกว่าแก๊ส


บ้าง เตาแก๊สมันเป็นสิ่งต้องห้ามตั้งไฟให้ต่ำมาก แต่มีแผ่นเหล็กแบนพิเศษ (ตัวกระจายเปลวไฟ) ที่สามารถวางบนไฟได้โดยตรง ด้วยการวางกระทะบนเครื่องกระจายความร้อน คุณสามารถตั้งความร้อนให้ต่ำมากได้ เช่น เมื่อเตรียมซอสที่ละเอียดอ่อนเป็นพิเศษ ข้อเท็จจริง: ยิ่งมีน้ำในกระทะมากเท่าไร ก็ยิ่งเดือดช้าลงเท่านั้น ปริมาณมีความสำคัญ แต่อย่าคิดว่าการเติมน้ำเพียงเล็กน้อยลงในกระทะจะช่วยให้คุณปรุงพาสต้าได้อย่างรวดเร็ว ชาวอิตาเลียนกล่าวว่าพาสต้าควร "ลอย" ในกระทะ


กำหนดการแสดงออก - ใครยืนอยู่เหนือหม้อ?เขาไม่เดือด จริงๆแล้วมันกำลังเดือด ท้ายที่สุดแล้ว


ซุป: ใช้กระทะขนาดกลาง- ใส่ผักสับที่คุณเลือก (หัวหอม แครอท มันฝรั่ง ผักชีฝรั่ง) ลงในน้ำเดือด ผักแช่แข็งก็ใช้ได้เช่นกัน เพิ่มได้ น้ำซุปก้อน- ปล่อยให้เดือดอีกครั้ง นำพาสต้ามาหั่นเป็นชิ้นเล็กๆ ยาว 1-2 ซม. ใส่พาสต้าเล็กน้อยลงในซุป (ประมาณ ¼ ถ้วย) เมื่อพาสต้านิ่ม (ลองชิมชิ้นเดียว แต่ระวังอย่าให้ไหม้) และสามารถใช้ส้อมแทงผักได้ (เอาปลาออกมาชิ้นเดียวแล้วชิม) จานก็พร้อม เพิ่มเกลือและพริกไทยเพื่อลิ้มรส “เพื่อลิ้มรส” หมายถึงอะไร? ลองจาน. เพิ่มเครื่องเทศหากจำเป็น การใส่เกลือในจานไม่ควรทำให้เค็ม แต่อาหารไม่ควรจืดชืด แต่ควรมีรสชาติ "กลมกล่อม" เกลือควรทำให้อาหารมีรสชาติตามที่ควรจะเป็น คุณต้องชิมอาหารเพื่อดูว่าจริงหรือไม่ (โอ้และใช้ช้อนที่สะอาดเสมอ)


คุณเพิ่งทำซุปซึ่งเป็นหนึ่งในอาหารยอดนิยม เห็นไหมว่าการทำอาหารเป็นเรื่องง่าย!


ในบรรดาอุปกรณ์ทำอาหารมากมายมักมีสิ่งที่น่าสนใจมากจากมุมมองของไม่เพียง แต่การทำอาหารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฟิสิกส์ด้วย อุปกรณ์ดังกล่าวอย่างหนึ่งคือหม้อต้มนมซึ่งเป็นกระทะพิเศษสำหรับต้มนม ประกอบด้วยกระทะสองใบซ้อนกันอยู่ข้างใน น้ำถูกเทระหว่างผนังผ่านรูพิเศษและเทนมลงในกระทะด้านใน (ดูรูป)

เมื่อให้ความร้อนในกระทะ นมจะถูกพาสเจอร์ไรส์ แต่จะไม่เดือดหรือ "ไหลหนี" แม้ว่าน้ำที่อยู่ระหว่างผนังกระทะจะเดือดจัดก็ตาม คำถามเกิดขึ้น: ทำไม? ท้ายที่สุดแล้ว นมประกอบด้วยน้ำประมาณ 90% และเดือดที่อุณหภูมิเกือบเท่ากับน้ำ คำอธิบายปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับวิธีแก้ปัญหาโบราณที่ว่า “น้ำจะเดือดในกระทะที่ลอยอยู่ในน้ำเดือดอีกกระทะหรือไม่”

ปัญหานี้และแนวทางแก้ไขสามารถพบได้ในหนังสือ “1001 ปัญหาทางฟิสิกส์” นี่คือวิธีแก้ปัญหาที่ให้ไว้ “เห็นได้ชัดว่าน้ำในกระทะลอยได้รับความร้อนถึงจุดเดือด อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่ามันจะเดือด เพราะท้ายที่สุดแล้วเพื่อให้ของเหลวที่ถึงจุดเดือดเดือดจริง ๆ จะต้องให้ความร้อนเพิ่มเติมกับของเหลวนี้ น้ำในกระทะขนาดใหญ่จะได้รับความร้อนจากเครื่องทำความร้อนตามจำนวนที่ต้องการ น้ำในกระทะลอยสามารถรับความร้อนจากน้ำในกระทะขนาดใหญ่เท่านั้น อย่างไรก็ตาม เมื่อถึงจุดเดือด การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างของเหลวจะหยุดลง เนื่องจากอุณหภูมิของของเหลวจะเท่ากัน น้ำในกระทะลอยน้ำจึงไม่เดือด”

ผู้อ่านที่อยากรู้อยากเห็นจะนึกถึงอิทธิพลของผนังกระทะด้านในที่มีต่อการเดือดของน้ำในนั้น จากวิธีแก้ปัญหาข้างต้น พบว่าอิทธิพลนี้ไม่มีนัยสำคัญ เนื่องจากการถ่ายเทความร้อนไม่เกิดขึ้นอยู่แล้ว จากนั้นผนังของกระทะลอยก็สามารถทำให้บางตามที่ต้องการหรือถอดออกทั้งหมดได้นั่นคือถือว่ากระทะขนาดเล็กเป็นเพียงส่วนที่แยกออกจากกันทางจิตใจของกระทะขนาดใหญ่! มันกลับกลายเป็นความขัดแย้ง: หากไม่มีกระทะขนาดเล็ก น้ำทั้งหมดในกระทะขนาดใหญ่จะเดือด แต่ด้วยกระทะขนาดเล็ก (แม้จะเลือกทางจิตใจ) ไม่ใช่ทั้งหมดที่จะเดือด

วิธีแก้ปัญหาความขัดแย้งคืออะไร? ความจริงก็คือในส่วนน้ำที่เลือกทางจิตใจเช่นเดียวกับในปริมาตรทั้งหมดของกระทะขนาดใหญ่น้ำก็ไม่เดือดเช่นกัน! สารานุกรม ให้คำจำกัดความของการเดือดว่า "การเปลี่ยนสถานะของเหลวเป็นไอ ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของฟองไอในปริมาตรของของเหลว" เนื่องจากในกระทะขนาดใหญ่ ฟองสบู่จะก่อตัวเฉพาะในน้ำเดือดที่มีปริมาตรใกล้ด้านล่างเท่านั้น จากนั้นน้ำจะเดือดเฉพาะในชั้นล่างสุดเท่านั้น และในความหนาที่เหลือ (จากมุมมองของฟิสิกส์) โดยไม่เดือด สังเกตแต่ฟองอากาศลอยตัวก่อตัวใกล้ก้นบ่อ

ผนังกระทะด้านในมีบทบาทอย่างไร? ความจริงก็คือฟองที่ลอยขึ้นมาจากด้านล่างของกระทะด้านนอกไม่สามารถทะลุปริมาตรที่จำกัดโดยผนังของกระทะด้านในได้ หากไม่มีผนังเหล่านี้ฟองอากาศจะเติมของเหลวทั้งหมดได้อย่างง่ายดายและดูเหมือนว่าน้ำทั้งหมดในกระทะกำลังเดือด (แนวคิดเรื่องการต้มทุกวัน) อย่างไรก็ตาม การเดือดตามปริมาตรสามารถสังเกตได้ในชีวิตประจำวัน เช่น การให้ความร้อนกับน้ำ เตาอบไมโครเวฟในกระทะที่ไม่ใช่โลหะ ในกรณีนี้ กระทะด้านในแบบลอยไม่ได้ป้องกันการเดือด น้ำจะดูดซับไมโครเวฟได้ตลอดปริมาตร และจะเดือดในกระทะทั้งสองใบ


(C) 2010 Epshtein Vyacheslav Grigorievich (คาร์คอฟ)

ทุกคนรู้ดีว่าจุดเดือดของน้ำที่ความดันบรรยากาศปกติ (ประมาณ 760 มม. ปรอท) คือ 100 °C แต่ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่าน้ำสามารถเดือดได้ที่อุณหภูมิต่างกัน จุดเดือดขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย หากตรงตามเงื่อนไขบางประการ น้ำสามารถเดือดได้ที่ +70 °C และ +130 °C และแม้กระทั่งที่ 300 °C! มาดูเหตุผลโดยละเอียดกันดีกว่า

อะไรเป็นตัวกำหนดจุดเดือดของน้ำ?

การต้มน้ำในภาชนะเกิดขึ้นตามกลไกบางอย่าง เมื่อของเหลวร้อนขึ้น ฟองอากาศจะปรากฏขึ้นบนผนังของภาชนะที่เทของเหลวลงไป มีไอน้ำอยู่ข้างในแต่ละฟอง ในตอนแรกอุณหภูมิของไอน้ำในฟองจะสูงกว่าน้ำอุ่นมาก แต่ความกดดันในช่วงเวลานี้กลับสูงกว่าในฟองสบู่ จนกระทั่งน้ำอุ่นขึ้น ไอน้ำในฟองจึงถูกบีบอัด จากนั้นฟองสบู่ก็แตกออกภายใต้อิทธิพลของแรงกดดันภายนอก กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าอุณหภูมิของของเหลวและไอในฟองอากาศจะเท่ากัน ตอนนี้ลูกบอลไอน้ำสามารถลอยขึ้นสู่ผิวน้ำได้แล้ว น้ำเริ่มเดือด จากนั้นกระบวนการให้ความร้อนจะหยุดลง เนื่องจากความร้อนส่วนเกินจะถูกกำจัดออกด้วยไอน้ำสู่ชั้นบรรยากาศ นี่คือสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ มาจำฟิสิกส์กัน: แรงดันน้ำประกอบด้วยน้ำหนักของของเหลวและความดันอากาศเหนือถังที่มีน้ำ ดังนั้น คุณสามารถเปลี่ยนจุดเดือดได้โดยการเปลี่ยนหนึ่งในสองพารามิเตอร์ (ความดันของเหลวในถังและความดันบรรยากาศ)

จุดเดือดของน้ำบนภูเขาคืออะไร?

บนภูเขา จุดเดือดของของเหลวจะค่อยๆ ลดลง เนื่องจากความกดอากาศจะค่อยๆ ลดลงเมื่อปีนเขา เพื่อให้น้ำเดือด ความดันในฟองอากาศที่ปรากฏระหว่างกระบวนการทำความร้อนจะต้องเท่ากับความดันบรรยากาศ ดังนั้นเมื่อระดับความสูงบนภูเขาเพิ่มขึ้นทุกๆ 300 เมตร จุดเดือดของน้ำจะลดลงประมาณหนึ่งองศา น้ำเดือดประเภทนี้ไม่ร้อนเท่ากับของเหลวเดือดบนพื้นราบ บน ระดับความสูงการชงชาเป็นเรื่องยากและบางครั้งก็เป็นไปไม่ได้ การพึ่งพาน้ำเดือดกับแรงดันมีลักษณะดังนี้:

ความสูงเหนือระดับน้ำทะเล

จุดเดือด

แล้วในเงื่อนไขอื่นล่ะ?

จุดเดือดของน้ำในสุญญากาศคือเท่าไร? สุญญากาศคือสภาพแวดล้อมที่ทำให้บริสุทธิ์ซึ่งมีความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศอย่างมาก จุดเดือดของน้ำในสภาพแวดล้อมที่ทำให้บริสุทธิ์ยังขึ้นอยู่กับแรงดันตกค้างด้วย ที่ความดันสุญญากาศ 0.001 atm ของเหลวจะเดือดที่อุณหภูมิ 6.7 °C โดยทั่วไปความดันตกค้างจะอยู่ที่ประมาณ 0.004 atm ดังนั้นที่แรงดันนี้น้ำจึงเดือดที่อุณหภูมิ 30 °C เมื่อความดันเพิ่มขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ทำให้บริสุทธิ์ จุดเดือดของของเหลวจะเพิ่มขึ้น

ทำไมน้ำถึงต้มที่อุณหภูมิสูงกว่าในภาชนะที่ปิดสนิท?

ในภาชนะที่ปิดสนิท จุดเดือดของของเหลวจะสัมพันธ์กับความดันภายในภาชนะ ในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน ไอน้ำจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งจะจับตัวเป็นหยดน้ำบนฝาและผนังของถัง ดังนั้นความดันภายในภาชนะจึงเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ในหม้ออัดแรงดันความดันจะสูงถึง 1.04 atm ของเหลวจึงเดือดที่อุณหภูมิ 120 °C โดยปกติแล้ว ในภาชนะดังกล่าว ความดันสามารถควบคุมได้โดยใช้วาล์วในตัว และอุณหภูมิด้วย