Waarom begon iemand water te koken voordat hij het dronk? Correct, om jezelf te beschermen tegen veel pathogene bacteriën en virussen. Deze traditie kwam al vóór Peter de Grote op het grondgebied van het middeleeuwse Rusland, hoewel wordt aangenomen dat hij het was die de eerste samovar naar het land bracht en het ritueel van ongehaast drinken van avondthee introduceerde. In feite gebruikten onze mensen een soort samovar in het oude Rusland om drankjes te maken van kruiden, bessen en wortels. Koken was hier vooral nodig voor de extractie van nuttige plantenextracten, niet voor desinfectie. Inderdaad, in die tijd was er nog niet eens bekend over de microkosmos waar deze bacteriën en virussen leven. Dankzij het koken werd ons land echter omzeild door wereldwijde pandemieën van vreselijke ziekten zoals cholera of difterie.
Celsiusschaal
De grote meteoroloog, geoloog en astronoom uit Zweden, Anders Celsius, gebruikte oorspronkelijk de waarde van 100 graden om het vriespunt van water onder normale omstandigheden aan te geven, en het kookpunt van water werd aangenomen als nul graden. En daarnabij overlijden in 1744 zette een niet minder bekende persoon, de botanicus Carl Linnaeus en de opvolger van Celsius Morten Strömer, deze weegschaal voor het gebruiksgemak op zijn kop. Volgens andere bronnen deed Celsius dit echter zelf kort voor zijn dood. Maar in ieder geval beïnvloedden de stabiliteit van de metingen en de begrijpelijke graduatie het wijdverbreide gebruik ervan onder de meest prestigieuze wetenschappelijke beroepen van die tijd - chemici. En ondanks het feit dat het omgekeerde teken van de schaal op 100 graden het punt van stabiel koken van water instelde, en niet het begin van het bevriezen, begon de schaal de naam te dragen van zijn primaire maker, Celsius.
Onder de sfeer
Niet alles is echter zo eenvoudig als het op het eerste gezicht lijkt. Als we naar een toestandsdiagram in P-T- of P-S-coördinaten kijken (entropie S is een directe functie van temperatuur), zien we hoe nauw temperatuur en druk verband houden. Het kookpunt van water verandert ook met druk. En elke klimmer is zich terdege bewust van deze eigenschap. Iedereen die minstens één keer in zijn leven hoogtes van meer dan 2000-3000 meter boven zeeniveau heeft begrepen, weet hoe moeilijk het is om op hoogte te ademen. Dit komt omdat hoe hoger we gaan, hoe dunner de lucht wordt. Atmosferische druk da alt onder één atmosfeer (onder NO, dat wil zeggen onder "normale omstandigheden"). Ook het kookpunt van water da alt. Afhankelijk van de druk op elke hoogte kan het zowel bij tachtig als zestig graden Celsius koken.
Snelkookpannen
We moeten echter niet vergeten dat hoewel de belangrijkste microben sterven bij temperaturen boven de zestig graden Celsius, velen kunnen overleven bij tachtig graden of meer. Dat is de reden waarom we kokend water bereiken, dat wil zeggen, we brengen de temperatuur op 100 ° C. Er zijn echter interessante keukenapparatuur waarmee u de tijd kunt verkorten en de vloeistof tot hoge temperaturen kunt verwarmen, zonder deze te koken en massa te verliezen door verdamping. In het besef dat het kookpunt van water kan veranderen afhankelijk van de druk, introduceerden ingenieurs uit de Verenigde Staten, gebaseerd op een Frans prototype, de wereld in de jaren twintig van de vorige eeuw aan een snelkookpan. Het principe van zijn werking is gebaseerd op het feit dat het deksel stevig tegen de wanden wordt gedrukt, zonder de mogelijkheid van stoomverwijdering. Binnenin wordt een verhoogde druk gecreëerd en water kookt bij hogere temperaturen. Dergelijke apparaten zijn echter behoorlijk gevaarlijk en hebben vaak geleid tot explosies en ernstige brandwonden bij gebruikers.
Ideaal
Laten we eens kijken hoe het proces komt en gaat. Stel je een ideaal glad en oneindig groot verwarmingsoppervlak voor, waar de warmteverdeling uniform is (dezelfde hoeveelheid thermische energie wordt geleverd aan elke vierkante millimeter van het oppervlak), en de oppervlakteruwheidscoëfficiënt neigt naar nul. In dit geval bij n. j. koken in een laminaire grenslaag begint gelijktijdig over het gehele oppervlak en vindt onmiddellijk plaats, waarbij onmiddellijk het volledige eenheidsvolume vloeistof op het oppervlak verdampt. Dit zijn ideale omstandigheden, in het echte leven gebeurt dit niet.
Realiteit
Laten we eens kijken wat het aanvankelijke kookpunt van water is. Afhankelijk van de druk verandert het ook zijn waarden, maar het belangrijkste punt hier ligt hierin. Zelfs als we naar onze mening de meest vloeiende pan nemen en deze onder een microscoop brengen, dan zullen we in het oculair ongelijke randen en scherpe frequente pieken zien die boven het hoofdoppervlak uitsteken. De warmte naar het oppervlak van de pan, zullen we aannemen, wordt gelijkmatig geleverd, hoewel dit in werkelijkheid ook niet helemaal waar is. Zelfs wanneer de pan op de grootste brander staat, is de temperatuurgradiënt ongelijk verdeeld over het fornuis en zijn er altijd lokale oververhittingszones die verantwoordelijk zijn voor het vroegtijdig koken van water. Hoeveel graden zijn er tegelijkertijd op de toppen van het oppervlak en in de laaglanden? Oppervlaktepieken met ononderbroken warmtetoevoer warmen sneller op dan laaglanden en zogenaamde depressies. Bovendien geven ze, aan alle kanten omgeven door water met een lage temperatuur, beter energie aan watermoleculen. De thermische diffusie van de toppen is anderhalf tot twee keer hoger dan die van de laaglanden.
Temperaturen
Daarom is het aanvankelijke kookpunt van water ongeveer tachtig graden Celsius. Bij deze waarde leveren de oppervlaktepieken voldoende warmte om de vloeistof onmiddellijk te koken en de eerste voor het oog zichtbare bellen te vormen, die schuchter naar de oppervlakte beginnen te stijgen. Wat is het kookpunt van water bij?normale druk - velen vragen. Het antwoord op deze vraag is eenvoudig te vinden in de tabellen. Bij atmosferische druk wordt een stabiele kook bereikt bij 99,9839 °C.
