Por que uma pessoa começou a ferver a água antes de beber? Corretamente, para se proteger de muitas bactérias e vírus patogênicos. Essa tradição chegou ao território da Rússia medieval antes mesmo de Pedro, o Grande, embora se acredite que foi ele quem trouxe o primeiro samovar para o país e introduziu o rito de beber chá da noite sem pressa. De fato, nosso povo usava uma espécie de samovar na Rússia antiga para fazer bebidas com ervas, frutas e raízes. A fervura era necessária aqui principalmente para a extração de extratos vegetais úteis, e não para desinfecção. De fato, naquela época nem se sabia sobre o microcosmo onde essas bactérias e vírus vivem. No entanto, graças à fervura, nosso país foi contornado por pandemias globais de doenças terríveis, como cólera ou difteria.
Escala Celsius
O grande meteorologista, geólogo e astrônomo da Suécia, Anders Celsius, originalmente usou o valor de 100 graus para indicar o ponto de congelamento da água em condições normais, e o ponto de ebulição da água foi tomado como zero grau. E depois dissomorte em 1744, uma pessoa não menos famosa, o botânico Carl Linnaeus e sucessor de Celsius Morten Strömer, virou essa escala de cabeça para baixo para facilitar o uso. No entanto, de acordo com outras fontes, o próprio Celsius fez isso pouco antes de sua morte. Mas em qualquer caso, a estabilidade das leituras e a graduação compreensível influenciaram o uso generalizado de seu uso entre as profissões científicas mais prestigiadas da época - os químicos. E, apesar do fato de a marca invertida da escala em 100 graus definir o ponto de ebulição estável da água, e não o início de seu congelamento, a escala começou a levar o nome de seu criador principal, Celsius.
Abaixo da atmosfera
No entanto, nem tudo é tão simples quanto parece à primeira vista. Observando qualquer diagrama de estado em coordenadas P-T ou P-S (a entropia S é uma função direta da temperatura), vemos como a temperatura e a pressão estão intimamente relacionadas. O ponto de ebulição da água também muda com a pressão. E qualquer alpinista conhece bem essa propriedade. Todo mundo que pelo menos uma vez na vida compreendeu alturas acima de 2.000-3.000 metros acima do nível do mar sabe como é difícil respirar em altitude. Isso ocorre porque quanto mais alto subimos, mais rarefeito o ar se torna. A pressão atmosférica cai abaixo de uma atmosfera (abaixo de N. O., isto é, abaixo das "condições normais"). O ponto de ebulição da água também cai. Dependendo da pressão em cada altitude, pode ferver a oitenta e sessenta graus Celsius.
panelas de pressão
No entanto, deve-se lembrar que, embora os principais micróbios morram a temperaturas acima de sessenta graus Celsius, muitos podem sobreviver a oitenta graus ou mais. É por isso que conseguimos água fervente, ou seja, levamos sua temperatura a 100 ° C. No entanto, existem interessantes utensílios de cozinha que permitem reduzir o tempo e aquecer o líquido a altas temperaturas, sem fervê-lo e sem perder massa por evaporação. Percebendo que o ponto de ebulição da água pode mudar dependendo da pressão, engenheiros dos Estados Unidos, baseados em um protótipo francês, apresentaram ao mundo uma panela de pressão na década de 1920. O princípio de seu funcionamento baseia-se no fato de que a tampa é pressionada firmemente contra as paredes, sem a possibilidade de remoção de vapor. O aumento da pressão é criado no interior e a água ferve a temperaturas mais altas. No entanto, esses dispositivos são bastante perigosos e muitas vezes levam a explosões e queimaduras graves aos usuários.
Idealmente
Vamos ver como o processo vem e vai. Imagine uma superfície de aquecimento idealmente lisa e infinitamente grande, onde a distribuição de calor é uniforme (a mesma quantidade de energia térmica é fornecida a cada milímetro quadrado da superfície) e o coeficiente de rugosidade da superfície tende a zero. Neste caso, no n. sim A ebulição em uma camada limite laminar começará simultaneamente em toda a área da superfície e ocorrerá instantaneamente, evaporando imediatamente toda a unidade de volume de líquido localizada em sua superfície. Estas são as condições ideais, na vida real isso não acontece.
Realidade
Vamos descobrir qual é o ponto de ebulição inicial da água. Dependendo da pressão, também muda seus valores, mas o ponto principal aqui está nisso. Mesmo se pegarmos o mais suave, em nossa opinião, pan e trazê-lo sob um microscópio, então, em sua ocular, veremos bordas irregulares e picos frequentes afiados que se projetam acima da superfície principal. O calor para a superfície da panela, vamos supor, é fornecido uniformemente, embora na realidade isso também não seja uma afirmação completamente verdadeira. Mesmo quando a panela está no queimador maior, o gradiente de temperatura é distribuído de forma desigual no fogão, e sempre há zonas de superaquecimento locais responsáveis pela fervura precoce da água. Quantos graus existem ao mesmo tempo nos picos da superfície e nas suas planícies? Os picos de superfície com fornecimento ininterrupto de calor aquecem mais rapidamente do que as planícies e as chamadas depressões. Além disso, cercados por todos os lados por água com baixa temperatura, eles melhor fornecem energia às moléculas de água. A difusividade térmica dos picos é uma vez e meia a duas vezes maior que a das planícies.
Temperaturas
É por isso que o ponto de ebulição inicial da água é de cerca de oitenta graus Celsius. Nesse valor, os picos da superfície fornecem calor suficiente para ferver instantaneamente o líquido e formar as primeiras bolhas visíveis a olho nu, que timidamente começam a subir à superfície. Qual é o ponto de ebulição da água empressão normal - muitos perguntam. A resposta a esta pergunta pode ser facilmente encontrada nas tabelas. À pressão atmosférica, uma ebulição estável é estabelecida a 99,9839 °C.
