Чому вода закипає

Чому вода закипає

З кипінням води люди стикаються щодня. Чи треба зварити суп або гарнір до другого блюда, або хочеться попити гарячого чаю, кави, — в будь-якому випадку без кип’ятіння води не обійтися. І мало хто, спостерігаючи за вируючою водою, замислюється: а чому, власне, вона закипає? Які фізичні процеси відбуваються в ній?

Інструкція

Давайте прослідкуємо за процесом кипіння, починаючи з того моменту, коли на нагрітому дні судини (каструлі або чайника) утворюються перші бульбашки. До речі, а чому вони утворюються? Та тому, що тонкий шар води, безпосередньо дотичний з дном посудини, нагрівся до температури 100 градусів. І, згідно фізичним властивостям води, почав перетворюватися з рідкого стану в газоподібний.

Отже, перші бульбашки, поки ще маленькі, починають повільно спливати — на них діє виштовхуюча сила, по-іншому звана Архімедова — і майже відразу ж знову опускаються на дно. Чому? Та тому, що зверху вода ще недостатньо прогріта. Зіткнувшись з більш холодними шарами, пляшечки як би «зморщуються», втрачають обсяг. І, відповідно, тут же зменшується Архімедова сила. Пухирці опускаються на дно, і «лопаються» від сили тяжіння водяного стовпа.

Але нагрів продовжується, все нові і нові шари води приймають температуру, близьку до 100 градусів. Бульбашки вже не опускаються на дно. Вони прагнуть досягти поверхні, але самий верхній шар ще істотно холодніше, тому, зіткнувшись з ним, кожен бульбашка знову зменшується в розмірах (через те, що частина водяної пари, укладеного в ньому, охолоджуючись, перетворюється на воду). Через це він починає опускатися вниз, але, потрапивши в гарячі шари, вже прийняли температуру 100 градусів, знову збільшується в розмірах. Оскільки сконденсований пар знову стає парою. Величезна кількість бульбашок снують то вгору, то вниз, поперемінно зменшуючись і збільшуючись у розмірах, виробляючи характерний шум.

І ось, нарешті, настає момент, коли вся водяна товща, включаючи самий верхній шар, прийняла температуру 100 градусів. Що буде відбуватися на цьому етапі? Пухирці, піднімаючись догори, безперешкодно досягають поверхні. І ось тут-то, на межі розділу двох середовищ, відбувається «бурління»: вони лопаються, випускаючи на свободу водяний пар. І цей процес за умови постійного нагрівання буде продовжуватися до тих пір, поки вся вода не википить, перейшовши в газоподібний стан.

Слід врахувати, що температура закипання залежить від атмосферного тиску. Наприклад, високо в горах вода кипить при температурах менших, ніж 100 градусів. Тому жителям високогір’я потрібно набагато більше часу для того, щоб зварити собі їжу.