Kdy vlastně vře voda

6. června 2012 v 19:09
KDY VLASTNĚ VŘE VODA ?
Na tuto otázku asi většina lidí bez zaváhání odpoví, že voda vře při 100oC. Znáte však také poučku, že ve vysokých horách vře voda při nižší teplotě. Velmi jednoduše se přesvědčíme, že voda skutečně může vřít při nejrůznějších teplotách!
Základní potřeby:
  • injekční stříkačka 20 ml
  • vzduchotěsná zátka z injekční jehly
Provedení pokusu:
Do injekční stříkačky nasajeme 10 ml vody zahřáté asi na 70oC, stříkačku obrátíme otvorem vzhůru a vytlačíme případnou vzduchovou bublinu. Pak otvor pevně uzavřeme ukazováčkem a druhou rukou posuneme píst až do dolní polohy. Ve vodě a na stěnách se objeví bublinky a voda několik vteřin vře, ačkoliv je její teplota mnohem menší než 100oC.
Chceme-li pokus předvádět spolužákům v hodině fyziky, můžeme pro pohodlnější práci stříkačku doplnit vzduchotěsnou zátkou. Tu zhotovíme z vyřazené injekční jehly: štípacími kleštěmi zkrátíme jehlu na délku asi 1 cm, zploštíme ji, několikrát kovovou část zahneme a ohyby řádně stiskneme. Takto zaslepený konec jehly ještě obalíme malým kouskem moduritu a necháme chvíli povařit (při 100oC !). Při pokusu uzavřeme stříkačku místo prstem takto upravenou zátkou.
Až se přesvědčíme, že voda opravdu může vřít i při nižší teplotě, zaexperimentujeme si s čím dál chladnější vodou - do varu se nám podaří uvést dokonce i chladnou vodu z vodovodu!

Trochu teorie:
Při vypařování musí molekuly vody překonávat vnější tlak vzduchu nad hladinou. Když zahřejeme vodu na takovou teplotu, že vzniklá vodní pára má stejný tlak jako je tlak okolního vzduchu, dochází k varu - voda se vypařuje nejen na hladině, ale bubliny páry vznikají i uvnitř kapaliny, na stěnách a dně nádoby. Za normálního atmosférického tlaku (101,3 kPa) vře voda právě při 100oC, při nižším atmosférickém tlaku má však vodní pára dostatečný tlak už při nižší teplotě. Teplota varu vody tedy závisí na velikosti vnějšího tlaku: čím je tento tlak nižší, tím nižší je i teplota varu. Platí to i pro ostatní kapaliny.
Chceme-li, aby voda vřela již při 50°C, musíme snížit vnější tlak na 12,2 kPa. Pokud má vřít již při 20°C, musí mít vnější tlak hodnotu jen 2,3 kPa. Naopak při zvýšení vnějšího tlaku na 200 kPa vzroste teplota varu vody na 120°C.
Uvnitř stříkačky se nad hladinou při posunutí pístu zpočátku vytvoří prakticky vákuum, do kterého se začne voda vypařovat. Protože tlak nad hladinou je minimální, začne voda vřít i při teplotách mnohem nižších než 100°C. V prostoru nad hladinou však postupně přibývá vodních par, tlak nad hladinou roste a var proto zvolna ustává.
Var vody za zvýšeného tlaku (tj. při teplotě vyšší než 100°C) se využívá například vtlakovém hrnci. Při vyšší teplotě se jídlo dříve a lépe uvaří. V tlakové nádobě jaderného reaktoru má voda teplotu až 320°C a přesto ještě nevře - v reaktoru je totiž vysoký tlak, kolem 15 MPa (tj. 150 atm)!
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 Annie* Annie* | Web | 6. června 2012 v 19:47 | Reagovat

Nikdy som si nemyslela, že ma niečo ohľadne fyziky zaujme..ale tento článok som prečítala jedným dychom :) a ten pokus skúsim :P (sakra, dúfam, že sa nejako nebuchnem do fyziky :-DD)

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama