Sieden ist der Prozess der Veränderung des Aggregatzustands einer Substanz. Wenn wir von Wasser sprechen, meinen wir den Übergang von Flüssigkeit zu Dampf. Es ist wichtig zu beachten, dass Kochen keine Verdunstung ist, die sogar bei Raumtemperatur auftreten kann. Verwechseln Sie es auch nicht mit dem Kochen, bei dem Wasser auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird. Jetzt, da wir die Konzepte verstehen, können wir bestimmen, bei welcher Temperatur Wasser kocht.
Prozess
Der Prozess der Umwandlung des Aggregatzustands von flüssig in gasförmig ist komplex. Und obwohl die Leute es nicht sehen, gibt es 4 Stufen:
- In der ersten Stufe bilden sich am Boden des erhitzten Behälters kleine Bläschen. Sie können auch an den Seiten oder auf der Wasseroberfläche gesehen werden. Sie entstehen durch die Ausdehnung von Luftblasen,die sich immer in den Ritzen des Behälters befinden, in dem das Wasser erhitzt wird.
- In der zweiten Stufe nimmt das Volumen der Blasen zu. Alle beginnen an die Oberfläche zu eilen, da sich in ihnen gesättigter Dampf befindet, der leichter als Wasser ist. Mit steigender Heiztemperatur steigt der Druck der Blasen und sie werden durch die bekannte archimedische Kraft an die Oberfläche gedrückt. Das charakteristische blubbernde Geräusch ist zu hören, wenn sich die Blasen kontinuierlich ausdehnen und zusammenziehen.
- In der dritten Phase sind viele Blasen auf der Oberfläche zu sehen. Dadurch entsteht zunächst eine Trübung des Wassers. Dieser Vorgang wird im Volksmund "Kochen des weißen Schlüssels" genannt und dauert nur kurze Zeit.
- In der vierten Stufe kocht das Wasser intensiv, große platzende Blasen erscheinen an der Oberfläche, Spritzer sind möglich. Spritzer bedeuten meistens, dass die Flüssigkeit ihre maximale Temperatur erreicht hat. Dampf wird aus dem Wasser austreten.
Es ist bekannt, dass Wasser bei einer Temperatur von 100 Grad kocht, was erst in der vierten Stufe möglich ist.
Dampftemperatur
Dampf ist einer der Zustände des Wassers. Wenn es in die Luft eintritt, übt es wie andere Gase einen gewissen Druck auf diese aus. Beim Verdampfen bleibt die Temperatur von Dampf und Wasser konstant, bis die gesamte Flüssigkeit ihren Aggregatzustand ändert. Dieses Phänomen lässt sich dadurch erklären, dass beim Kochen die gesamte Energie für die Umwandlung von Wasser in Dampf aufgewendet wird.
Ganz am Anfang des Kochens ein feuchtesSattdampf, der nach dem Verdampfen der gesamten Flüssigkeit trocken wird. Wenn seine Temperatur beginnt, die Temperatur von Wasser zu übersteigen, wird dieser Dampf überhitzt und ist in Bezug auf seine Eigenschaften näher an Gas.
Kochendes Salzwasser
Es ist interessant zu wissen, bei welcher Temperatur Wasser mit hohem Salzgeh alt kocht. Es ist bekannt, dass es aufgrund des Geh alts an Na+- und Cl--Ionen in der Zusammensetzung, die einen Bereich zwischen Wassermolekülen einnehmen, höher sein sollte. Diese chemische Zusammensetzung von Wasser mit Salz unterscheidet sich von der üblichen frischen Flüssigkeit.
Tatsache ist, dass in Salzwasser eine Hydratationsreaktion stattfindet - der Prozess der Bindung von Wassermolekülen an Salzionen. Die Bindung zwischen Süßwassermolekülen ist schwächer als die, die während der Hydratation gebildet werden, sodass das Kochen von Flüssigkeiten mit gelöstem Salz länger dauert. Mit steigender Temperatur bewegen sich die Moleküle im salzh altigen Wasser schneller, aber es gibt weniger von ihnen, weshalb es seltener zu Kollisionen zwischen ihnen kommt. Dadurch wird weniger Dampf produziert und sein Druck ist daher niedriger als die Dampfsäule von Frischwasser. Daher wird für eine vollständige Verdampfung mehr Energie (Temperatur) benötigt. Um einen Liter Wasser mit 60 Gramm Salz zum Kochen zu bringen, muss der Siedepunkt des Wassers im Durchschnitt um 10 % (dh um 10 °C) erhöht werden.
Abhängigkeit des Siedens vom Druck
Es ist bekannt, dass der Siedepunkt in den Bergen unabhängig von der chemischen Zusammensetzung des Wassers niedriger ist. Dies liegt daran, dass der atmosphärische Druck in der Höheunter. Als Normaldruck gelten 101,325 kPa. Damit liegt der Siedepunkt von Wasser bei 100 Grad Celsius. Aber wenn Sie einen Berg besteigen, wo der Druck im Durchschnitt 40 kPa beträgt, dann kocht das Wasser dort bei 75,88 ° C. Das bedeutet jedoch nicht, dass das Kochen in den Bergen fast die Hälfte der Zeit in Anspruch nimmt. Für die Wärmebehandlung von Produkten wird eine bestimmte Temperatur benötigt.
Es wird angenommen, dass das Wasser in einer Höhe von 500 Metern über dem Meeresspiegel bei 98,3 C siedet und in einer Höhe von 3000 Metern der Siedepunkt bei 90 C liegt.
Beachte, dass dieses Gesetz auch in die entgegengesetzte Richtung wirkt. Wenn eine Flüssigkeit in einen geschlossenen Kolben gegeben wird, durch den kein Dampf strömen kann, steigt mit steigender Temperatur und Dampfbildung der Druck in diesem Kolben, und bei höherer Temperatur tritt ein Sieden bei erhöhtem Druck auf. Beispielsweise beträgt der Siedepunkt von Wasser bei einem Druck von 490,3 kPa 151 °C.
Kochendes destilliertes Wasser
Destilliertes Wasser ist gereinigtes Wasser ohne Verunreinigungen. Es wird oft für medizinische oder technische Zwecke verwendet. Da solches Wasser keine Verunreinigungen enthält, wird es nicht zum Kochen verwendet. Es ist interessant festzustellen, dass destilliertes Wasser schneller kocht als gewöhnliches Süßwasser, aber der Siedepunkt bleibt gleich - 100 Grad. Der Unterschied in der Siedezeit ist jedoch minimal – nur ein Bruchteil einer Sekunde.
In einer Teekanne
Oft wundern sich die LeuteBei welcher Temperatur kocht das Wasser im Wasserkocher, da diese Geräte zum Kochen der Flüssigkeit verwendet werden? Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der atmosphärische Druck in der Wohnung dem Standard entspricht und das verwendete Wasser keine Salze und andere Verunreinigungen enthält, die nicht vorhanden sein sollten, ist der Siedepunkt ebenfalls Standard - 100 Grad. Wenn das Wasser jedoch Salz enthält, ist der Siedepunkt, wie wir bereits wissen, höher.
Schlussfolgerung
Nun weißt du, bei welcher Temperatur Wasser kocht und wie der atmosphärische Druck und die Flüssigkeitszusammensetzung diesen Prozess beeinflussen. Das ist nicht kompliziert, und Kinder erh alten solche Informationen in der Schule. Wichtig ist vor allem, dass mit sinkendem Druck auch der Siedepunkt der Flüssigkeit sinkt und mit steigendem Druck auch steigt.
Im Internet findet man viele verschiedene Tabellen, die die Abhängigkeit des Siedepunktes einer Flüssigkeit vom Atmosphärendruck angeben. Sie stehen allen zur Verfügung und werden von Schülern, Studenten und sogar Lehrkräften an Instituten rege genutzt.
