L'ebullició és el procés de canvi de l'estat agregat d'una substància. Quan parlem d'aigua, ens referim al canvi de líquid a vapor. És important tenir en compte que l'ebullició no és evaporació, que es pot produir fins i tot a temperatura ambient. A més, no confondreu amb l'ebullició, que és el procés d'escalfament de l'aigua a una determinada temperatura. Ara que entenem els conceptes, podem determinar a quina temperatura bull l'aigua.
Procés
El procés de transformació de l'estat d'agregació de líquid a gasós és complex. I encara que la gent no ho vegi, hi ha 4 etapes:
- A la primera etapa, es formen petites bombolles a la part inferior del recipient escalfat. També es poden veure als costats o a la superfície de l'aigua. Es formen a causa de l'expansió de les bombolles d'aire,que sempre es troben a les esquerdes del recipient on s'escalfa l'aigua.
- A la segona etapa, el volum de les bombolles augmenta. Tots comencen a sortir a la superfície, ja que al seu interior hi ha vapor saturat, més lleuger que l'aigua. Amb l'augment de la temperatura d'escalfament, augmenta la pressió de les bombolles i s'empenyen a la superfície a causa de la coneguda força d'Arquimedes. El so de bombolleig característic es pot escoltar mentre les bombolles s'expandeixen i es redueixen contínuament.
- A la tercera etapa, es poden veure un gran nombre de bombolles a la superfície. Això crea inicialment nuvolositat a l'aigua. Aquest procés s'anomena popularment "bullir la clau blanca" i dura un curt període de temps.
- A la quarta etapa, l'aigua bull intensament, apareixen grans bombolles que esclaten a la superfície, és possible esquitxades. Molt sovint, les esquitxades signifiquen que el líquid ha arribat a la seva temperatura màxima. El vapor començarà a sortir de l'aigua.
Se sap que l'aigua bull a una temperatura de 100 graus, cosa que només és possible a la quarta etapa.
Temperatura del vapor
El vapor és un dels estats de l'aigua. Quan entra a l'aire, llavors, com altres gasos, hi exerceix una certa pressió. Durant la vaporització, la temperatura del vapor i l'aigua es manté constant fins que tot el líquid canvia el seu estat d'agregació. Aquest fenomen es pot explicar pel fet que en bullir, tota l'energia es gasta en convertir l'aigua en vapor.
Al principi de l'ebullició, una humitatvapor saturat, que després de l'evaporació de tot el líquid es torna sec. Si la seva temperatura comença a superar la temperatura de l'aigua, aquest vapor es sobreescalfa i, pel que fa a les seves característiques, s'acostarà més al gas.
Aigua salada bullint
És interessant saber a quina temperatura bull l'aigua amb un alt contingut en sal. Se sap que hauria de ser superior a causa del contingut d'ions Na+ i Cl- en la composició, que ocupen una àrea entre les molècules d'aigua. Aquesta composició química de l'aigua amb sal és diferent del líquid fresc habitual.
El fet és que a l'aigua salada hi ha una reacció d'hidratació: el procés d'unir molècules d'aigua als ions de sal. L'enllaç entre les molècules d'aigua dolça és més feble que les que es formen durant la hidratació, de manera que bullir el líquid amb sal dissolta trigarà més temps. A mesura que augmenta la temperatura, les molècules de l'aigua que conté sal es mouen més ràpidament, però n'hi ha menys, per això les col·lisions entre elles es produeixen amb menys freqüència. Com a resultat, es produeix menys vapor i, per tant, la seva pressió és inferior a la del cap de vapor de l'aigua dolça. Per tant, es necessita més energia (temperatura) per a una vaporització completa. De mitjana, per bullir un litre d'aigua que contingui 60 grams de sal, cal augmentar el punt d'ebullició de l'aigua un 10% (és a dir, 10 C).
Dependències de l'ebullició de la pressió
Se sap que a la muntanya, independentment de la composició química de l'aigua, el punt d'ebullició serà més baix. Això es deu al fet que la pressió atmosfèrica a l' altitudbaix. Es considera que la pressió normal és de 101,325 kPa. Amb ell, el punt d'ebullició de l'aigua és de 100 graus centígrads. Però si puges una muntanya, on la pressió és de mitjana de 40 kPa, l'aigua bulli allà a 75,88 C. Però això no vol dir que cuinar a les muntanyes trigarà gairebé la meitat del temps. Per al tractament tèrmic dels productes, cal una determinada temperatura.
Es creu que a una altitud de 500 metres sobre el nivell del mar, l'aigua bulli a 98,3 C, i a una altitud de 3000 metres el punt d'ebullició serà de 90 C.
Tingueu en compte que aquesta llei també funciona en sentit contrari. Si es col·loca un líquid en un matràs tancat a través del qual no pot passar el vapor, a mesura que augmenta la temperatura i es forma vapor, la pressió en aquest matràs augmentarà i l'ebullició a pressió elevada es produirà a una temperatura més alta. Per exemple, a una pressió de 490,3 kPa, el punt d'ebullició de l'aigua serà de 151 C.
Aigua destil·lada bullint
L'aigua destil·lada és aigua purificada sense cap impuresa. Sovint s'utilitza amb finalitats mèdiques o tècniques. Atès que no hi ha impureses en aquesta aigua, no s'utilitza per cuinar. És interessant observar que l'aigua destil·lada bull més ràpid que l'aigua dolça normal, però el punt d'ebullició segueix sent el mateix: 100 graus. Tanmateix, la diferència de temps d'ebullició serà mínima, només una fracció de segon.
En una tetera
Sovint la gent es preguntaa quina temperatura bull l'aigua a la tetera, ja que són aquests aparells els que fan servir per bullir el líquid. Tenint en compte el fet que la pressió atmosfèrica a l'apartament és igual a la estàndard i l'aigua utilitzada no conté sals i altres impureses que no hi haurien de ser, el punt d'ebullició també serà estàndard: 100 graus. Però si l'aigua conté sal, el punt d'ebullició, com ja sabem, serà més alt.
Conclusió
Ara ja saps a quina temperatura bull l'aigua i com la pressió atmosfèrica i la composició del líquid afecten aquest procés. No hi ha res complicat en això, i els nens reben aquesta informació a l'escola. El més important a recordar és que a mesura que la pressió disminueix, el punt d'ebullició del líquid també disminueix i, a mesura que puja, també augmenta.
A Internet podeu trobar moltes taules diferents que indiquen la dependència del punt d'ebullició d'un líquid de la pressió atmosfèrica. Estan disponibles per a tothom i els fan servir activament els escolars, els estudiants i fins i tot els professors dels instituts.
