Kogning er processen med at ændre et stofs aggregerede tilstand. Når vi taler om vand, mener vi skiftet fra væske til damp. Det er vigtigt at bemærke, at kogning ikke er fordampning, som kan forekomme selv ved stuetemperatur. Du må heller ikke forveksle med kogning, som er processen med at opvarme vand til en bestemt temperatur. Nu hvor vi forstår begreberne, kan vi bestemme, ved hvilken temperatur vand koger.
Process
Processen med at transformere aggregeringstilstanden fra flydende til gasformig er kompleks. Og selvom folk ikke kan se det, er der 4 stadier:
- I det første trin dannes der små bobler i bunden af den opvarmede beholder. De kan også ses på siderne eller på vandoverfladen. De dannes på grund af udvidelsen af luftbobler,som altid findes i beholderens revner, hvor vandet opvarmes.
- På det andet trin øges boblernes volumen. Alle begynder at skynde sig til overfladen, da der inde i dem er mættet damp, som er lettere end vand. Med en stigning i opvarmningstemperaturen stiger boblernes tryk, og de skubbes til overfladen på grund af den velkendte Archimedes-kraft. Den karakteristiske boblende lyd kan høres, når boblerne hele tiden udvider sig og krymper.
- I tredje fase kan et stort antal bobler ses på overfladen. Dette skaber i første omgang uklarhed i vandet. Denne proces kaldes populært "kogning af den hvide nøgle", og den varer kort tid.
- På det fjerde trin koger vandet intenst, store sprængende bobler vises på overfladen, sprøjt er muligt. Oftest betyder stænk, at væsken har nået sin maksimale temperatur. Damp vil begynde at komme ud af vandet.
Det er kendt, at vand koger ved en temperatur på 100 grader, hvilket kun er muligt på det fjerde trin.
Damptemperatur
Damp er en af vandets tilstande. Når det kommer ind i luften, så udøver det ligesom andre gasser et vist tryk på det. Under fordampning forbliver temperaturen af damp og vand konstant, indtil hele væsken ændrer sin aggregeringstilstand. Dette fænomen kan forklares ved, at al energien ved kogning bruges på at omdanne vand til damp.
I begyndelsen af kogningen, en fugtigmættet damp, som efter fordampningen af al væsken bliver tør. Hvis dens temperatur begynder at overstige vandtemperaturen, bliver sådan damp overophedet, og med hensyn til dens egenskaber vil den være tættere på gas.
Kogende s altvand
Det er interessant at vide, ved hvilken temperatur vand med et højt s altindhold koger. Det er kendt, at det burde være højere på grund af indholdet af Na+ og Cl- ioner i sammensætningen, som optager et område mellem vandmolekyler. Denne kemiske sammensætning af vand med s alt adskiller sig fra den sædvanlige friske væske.
Faktum er, at der i s altvand er en hydreringsreaktion - processen med at binde vandmolekyler til s altioner. Bindingen mellem ferskvandsmolekyler er svagere end dem, der dannes under hydrering, så kogende væske med opløst s alt vil tage længere tid. I takt med at temperaturen stiger, bevæger molekylerne sig i vand, der indeholder s alt, hurtigere, men der er færre af dem, hvorfor kollisioner mellem dem forekommer sjældnere. Som følge heraf produceres der mindre damp, og dets tryk er derfor lavere end damphovedet for ferskvand. Derfor kræves der mere energi (temperatur) til fuld fordampning. For at koge en liter vand, der indeholder 60 gram s alt, er det i gennemsnit nødvendigt at hæve kogepunktet for vand med 10 % (det vil sige med 10 C).
Kogningsafhængighed af tryk
Det er kendt, at i bjergene, uanset vands kemiske sammensætning, vil kogepunktet være lavere. Dette skyldes, at det atmosfæriske tryk i højdenunder. Norm altryk anses for at være 101.325 kPa. Med det er kogepunktet for vand 100 grader Celsius. Men bestiger du et bjerg, hvor trykket i gennemsnit er 40 kPa, så vil vandet koge der ved 75,88 C. Men det betyder ikke, at madlavning i bjergene vil tage næsten halvdelen af tiden. Til varmebehandling af produkter kræves en vis temperatur.
Det menes, at i en højde af 500 meter over havets overflade vil vandet koge ved 98,3 C, og i en højde af 3000 meter vil kogepunktet være 90 C.
Bemærk, at denne lov også virker i den modsatte retning. Hvis en væske anbringes i en lukket kolbe, som damp ikke kan passere igennem, vil trykket i denne kolbe stige, når temperaturen stiger, og der dannes damp, og kogning ved forhøjet tryk vil ske ved højere temperatur. For eksempel, ved et tryk på 490,3 kPa vil vands kogepunkt være 151 C.
Kogende destilleret vand
Destilleret vand er renset vand uden nogen urenheder. Det bruges ofte til medicinske eller tekniske formål. Da der ikke er nogen urenheder i sådant vand, bruges det ikke til madlavning. Det er interessant at bemærke, at destilleret vand koger hurtigere end almindeligt ferskvand, men kogepunktet forbliver det samme - 100 grader. Forskellen i kogetid vil dog være minimal - kun en brøkdel af et sekund.
I en tekande
Ofte undrer folk sigved hvilken temperatur koger vandet i elkedlen, da det er disse apparater, de bruger til at koge væsken. Under hensyntagen til det faktum, at det atmosfæriske tryk i lejligheden er lig med standarden, og det anvendte vand ikke indeholder s alte og andre urenheder, der ikke burde være der, så vil kogepunktet også være standard - 100 grader. Men hvis vandet indeholder s alt, så vil kogepunktet, som vi allerede ved, være højere.
Konklusion
Nu ved du, ved hvilken temperatur vand koger, og hvordan atmosfærisk tryk og væskesammensætning påvirker denne proces. Der er ikke noget kompliceret i dette, og børn modtager sådan information i skolen. Det vigtigste at huske er, at når trykket falder, falder væskens kogepunkt også, og når det stiger, stiger det også.
På internettet kan du finde mange forskellige tabeller, der angiver afhængigheden af en væskes kogepunkt af atmosfærisk tryk. De er tilgængelige for alle og bruges aktivt af skolebørn, studerende og endda lærere på institutter.
