ทำไมน้ำถึงเดือดเร็วกว่าบนภูเขา? วิธีอุ่นน้ำชาอย่างเหมาะสม น้ำเริ่มเดือดที่อุณหภูมิเท่าใด
แน่นอนว่าที่อุณหภูมิ 100° เซลเซียส เราแต่ละคนจะตอบ เมื่อตอบคำถามนี้ในลักษณะนี้ เรามักลืมไปว่าคำตอบของเราถูกต้องเฉพาะกับน้ำภายใต้ความกดอากาศบนพื้นผิวโลกเท่านั้น
ของเหลวจะเดือดเมื่อความดันไอด้านบนมีค่าเท่ากับความดันอากาศหรือก๊าซอื่นเหนือพื้นผิวของของเหลว จุดเดือดจึงเป็นค่าที่เปลี่ยนแปลงได้และขึ้นอยู่กับความดันที่ของเหลวนั้นอยู่ ทันทีที่คุณวางของเหลวในพื้นที่ทำให้บริสุทธิ์ จุดเดือดของของเหลวจะลดลง
ปีนขึ้นไปบนยอดเขาคาซเบก (5,043 ม. เหนือระดับน้ำทะเล) ซึ่งมีความดันอากาศอยู่ที่ 405 มม. ปรอท แล้วลองวัดอุณหภูมิของ "น้ำเดือด" - เทอร์โมมิเตอร์จะแสดงเพียง 83° ในพื้นที่ที่หายากคุณจะได้น้ำเดือด "เย็น" โดยสมบูรณ์ เช่น ที่ความดัน 17.5 มม ปรอทน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิ 20° มันจะเป็นน้ำเดือดที่ "เย็น" จริงๆ
ในอุตสาหกรรมเคมี อาหาร และอุตสาหกรรมอื่นๆ บางครั้งจำเป็นต้องระเหยของเหลวปริมาณมาก การระเหยนี้มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในสุญญากาศ ในบางกรณี ความสามารถในการระเหยน้ำอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิต่ำเป็นสิ่งสำคัญ: ผลิตภัณฑ์ที่ละลายจะได้รับการปกป้องจากการสลายตัว เมื่อนม น้ำผลไม้และน้ำผลไม้เบอร์รี่ ยีสต์ และสีย้อมออร์แกนิกถูกระเหยในสุญญากาศ คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดจะยังคงอยู่
ที่โรงงานผลิตนม สุญญากาศไม่เพียงแต่ใช้ในการระเหยนมและทำให้แห้งเท่านั้น แต่ยังเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งปนเปื้อนเข้าไปในนมและผลิตภัณฑ์ในระหว่างการปั๊ม เพื่อที่จะถ่ายโอนนมจากถังหนึ่งไปยังอีกถังหนึ่งหรือไปยังเรือบรรทุกน้ำมัน จะมีการสร้างสุญญากาศขึ้น และนมก็จะไหลไปในทิศทางที่ต้องการ
สุญญากาศยังใช้อยู่ในกระป๋องด้วย เพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่เข้าไปในกระป๋องระหว่างบรรจุภัณฑ์ จะต้องให้ความร้อนและเก็บไว้ที่อุณหภูมิสูง หากมีอากาศเหลืออยู่ในขวดก่อนปิดผนึก ขวดจะขยายตัวเมื่ออุ่นขึ้นและอาจแตกขวดได้ เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น ขวดโหลจะถูกดูดก่อนปิดผนึก
วิธีที่สมบูรณ์แบบที่สุดในการรักษาความสดของอาหารคือการแช่แข็งอย่างรวดเร็วแล้วทำให้แห้ง ซึ่งเป็นการแช่แข็งความชื้นภายใต้สุญญากาศ ซึ่งเป็นวิธีการถนอมอาหารที่ทันสมัยที่สุด
เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างสุญญากาศโดยไม่ใช้ปั๊ม? ใช่คุณสามารถ เพื่อให้ได้สุญญากาศโดยไม่ต้องใช้ปั๊ม คุณต้องเปลี่ยนส่วนหนึ่งของก๊าซให้เป็นของเหลวโดยการทำความเย็นที่รุนแรง
เทคนิคนี้ใช้สำหรับการระเหยในสุญญากาศ ในรูป ภาพที่ 30 แสดงโรงระเหยในโรงงานน้ำตาล ซึ่งประกอบด้วยหน่วยต่างๆ หลายหน่วย ซึ่งโดยปกติจะเป็น 3 หน่วยที่เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม อันแรกถูกให้ความร้อนด้วยไอน้ำที่มาจากห้องหม้อไอน้ำ อันที่สองด้วยไอน้ำจากอันแรก และอันที่สามด้วยไอน้ำจากอันที่สอง อุปกรณ์แรกได้รับน้ำเชื่อมที่ระเหยล่วงหน้าซึ่งผ่านอุปกรณ์ที่สองและสามแล้ว น้ำเชื่อมเดือด น้ำบางส่วนระเหยไป
และเมื่อความเข้มข้นเพียงพอ น้ำเชื่อมจะถูกปล่อยเพื่อทำให้ตกผลึกน้ำตาลหรือดำเนินการกระบวนการตกผลึกในอุปกรณ์นั้นเอง ส่วนผสมของกากน้ำตาลและผลึกที่ได้จะถูกปล่อยออกมาเพื่อนำไปแปรรูปต่อไป ไอน้ำจากอุปกรณ์ตัวที่สามจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ ซึ่งจะถูกทำให้เย็นลงด้วยน้ำและควบแน่น เมื่อไอน้ำควบแน่น จะเกิดสุญญากาศ โดยมีน้ำเชื่อมอยู่ในส่วนการระเหยที่สาม จุดเดือดของน้ำเชื่อมในตัวระเหยขึ้นอยู่กับขนาดของสุญญากาศ เนื่องจากอากาศสามารถทะลุเข้าไปในเครื่องระเหยได้ ปั๊มสุญญากาศจึงติดอยู่กับคอนเดนเซอร์เพื่อรักษาสุญญากาศ น้ำที่เกิดขึ้นในคอนเดนเซอร์ในขณะที่สะสมจะไหลไปตามท่อบารอมิเตอร์ระดับการเติมน้ำจะถูกกำหนดโดยขนาดของสุญญากาศ ในเครื่องระเหยแต่ละเครื่องสารละลายจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำเนื่องจากความดันในเครื่องระเหยนั้นต่ำกว่าบรรยากาศ ช่วยให้ใช้ความร้อนจากไอน้ำร้อนได้ดีขึ้น
ในอุตสาหกรรมเคมี ไม่เพียงแต่การระเหยจะดำเนินการในสุญญากาศเท่านั้น แต่ยังมีผลิตภัณฑ์จำนวนมากที่ถูกทำให้แห้งและตกผลึก
ในอุตสาหกรรมใดๆ เราจะเห็นการใช้สุญญากาศ ผู้อ่านหลายคนอาจไม่เคยได้ยินว่าแม้แต่ในการผลิตอิฐ สุญญากาศก็สามารถมีบทบาทได้ บทบาทที่สำคัญ- ในการผลิตอิฐมีข้อบกพร่องประเภทหนึ่งซึ่งเปรียบเปรยเรียกว่า "ฟันมังกร" ในกรณีนี้อิฐจะออกมาจากแท่นพิมพ์โดยมีขอบฉีกขาด ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของดินเหนียว และข้อบกพร่องประเภทนี้จะกำจัดได้ยาก และนี่คือจุดที่เครื่องดูดฝุ่นช่วยได้! ทันทีที่มีการสร้างสุญญากาศในห้องอัดอิฐ การแต่งงานจะหยุดลง สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากฟองอากาศถูกเอาออกจากดินเหนียว มวลดินเหนียวจะมีความหนาแน่นและเหนียวตัวมากขึ้น และมีรูปร่างที่ดีขึ้น
เครื่องอัดสุญญากาศถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเซรามิก ซึ่งมีข้อกำหนดในการแปรรูปมวลพลาสติกสูงเป็นพิเศษ
โลหะวิทยาก็เริ่มใช้สุญญากาศอย่างกว้างขวางซึ่งสัญญาว่าจะเพิ่มคุณภาพของโลหะอย่างมีนัยสำคัญ กระแสเหล็กหล่อหลอมเหลวที่ลุกเป็นไฟถูกปล่อยออกมาจากเตาถลุงเหล็ก ทัพพีขนาดใหญ่ที่บรรจุโลหะหนักหลายสิบตันถูกเติมเข้าไป และทัพพีก็ถูกป้อนเข้าเครื่องหล่อ ประกายไฟ เสียงฟู่ของน้ำ เสียงของกลไกต่างๆ และตอนนี้ห่วงโซ่ที่ไม่มีที่สิ้นสุดกำลังดึงแม่พิมพ์ที่มีสีแดงเพลิงที่ยังคงลุกเป็นไฟ แต่ค่อยๆ มัวหมอง และทำให้เหล็กหล่อแข็งตัว ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของตัวเครื่อง แท่งเหล็กหล่อจะถูกถอดออกจากแม่พิมพ์ - หมู ภาพเดียวกันนี้ใช้กับเตาเผาแบบเปิดที่ทรงพลัง ที่นี่เหล็กที่แวววาวในทุกเฉดสี - จากสีขาวพราวไปจนถึงสีส้มแดงถูกเทลงในแม่พิมพ์ขนาดใหญ่แข็งตัวเป็นแท่งโลหะที่จะใช้เพื่อพลังอันทรงพลัง โรงสีกลิ้งจะถูกจีบ ยืด รีด และกลายเป็นคานหรือรางยาวหลายร้อยเมตร
แต่มันคืออะไร? หลังจากใช้ความพยายามอย่างมากในการผลิตเหล็ก - การหลอม การเท การหล่อเย็น การอุ่นซ้ำ และการรีด - รางที่ทำเสร็จแล้วจะถูกโยนทิ้งไปด้านข้างและส่งกลับไปที่เตาเผาแบบเปิดเพื่อหลอมรวมกับเศษที่เป็นสนิม
นี่คือการแต่งงาน! บาง - บางกว่าเส้นผม - รอยแตก, ฟองอากาศ, โพรงปรากฏขึ้นในการหล่อในปริมาณที่ยอมรับไม่ได้และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปถูกปฏิเสธ;
เกิดอะไรขึ้นมีเหตุผลในการแต่งงานอยู่ที่ไหน? ปรากฎว่าสาเหตุหลักของข้อบกพร่องต่างๆ ในเหล็กคือก๊าซที่ละลายในโลหะ เมื่อโลหะหลอมละลาย กระบวนการที่ซับซ้อนจำนวนหนึ่งจะเกิดขึ้นในเตาเผา ซึ่งในบางกรณีจะมาพร้อมกับการปล่อยก๊าซจำนวนมาก ก๊าซบางชนิดยังคงอยู่ในโลหะหลอมเหลว ในระหว่างการทำความเย็น เมื่อโลหะหลอมเหลวแข็งตัวเป็นแท่งโลหะที่มีความหนาแน่นสูง ก๊าซจะยังคงอยู่ในนั้น ทำให้เกิดข้อบกพร่อง ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และออกซิเจนสามารถละลายได้ในเหล็ก จำนวนโดยน้ำหนักมีขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนมีอยู่ในปริมาณประมาณ 0.001%; แต่ปริมาตรอยู่ที่ 4-10 ลูกบาศก์เมตร ซม. ที่ความดันปกติต่อเหล็กทุกๆ 100 กรัม ไฮโดรเจนเติมเต็มช่องว่างเล็กๆ ในแท่งเหล็ก ในระหว่างกระบวนการทำความเย็น โลหะจะหดตัวและเกิดการพัฒนาขึ้นในพื้นที่ที่เต็มไปด้วยก๊าซ ความดันโลหิตสูงถึงหลายพันแล้ว
บรรยากาศ แรงกดดันนี้ทำให้เกิดรอยแตกเล็กๆ ในโลหะ - สะเก็ด นักโลหะวิทยาต่อสู้กับศัตรูมาเป็นเวลานาน ไม่ว่าจะเป็นก๊าซที่ละลายในเหล็กหล่อ เหล็ก และโลหะอื่นๆ เพื่อลดจำนวน สารต่างๆ จะถูกใส่เข้าไปในโลหะในระหว่างการหลอมละลาย ซึ่งอาจจับกับก๊าซทางเคมีได้ อลูมิเนียม ซิลิคอน ไทเทเนียม และสารอื่น ๆ จะถูกเติมลงในเหล็กเพื่อจุดประสงค์นี้ แต่ก็ไม่ได้ไร้ประโยชน์ สารประกอบที่ไม่ใช่โลหะเกิดขึ้น ซึ่งทำให้คุณภาพของโลหะลดลง แม้ว่าจะมีอยู่ในร้อยเปอร์เซ็นต์ก็ตาม
และที่นี่ด้วยความช่วยเหลือของสุญญากาศ นักโลหะวิทยาจึงสามารถปรับปรุงคุณภาพของโลหะได้ หากวางทัพพีเหล็กหลอมเหลวในสุญญากาศ ก๊าซจะเริ่มหลบหนีออกมาอย่างรุนแรง ในสุญญากาศ ความสามารถในการละลายของก๊าซในโลหะจะลดลงอย่างรวดเร็ว คุณภาพการหล่อเพิ่มขึ้น
วิธีการกำจัดก๊าซในระยะสั้นของเหล็กที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียตโดยตรงในทัพพีและแม่พิมพ์จะลดปริมาณก๊าซในนั้นหลายครั้ง
ในสุญญากาศ ไม่เพียงแต่สิ่งเจือปนในก๊าซจะถูกกำจัดออกเท่านั้น แต่ยังในระหว่างการหล่อและการหล่อเย็นโลหะจะได้รับการปกป้องจากการกระทำของก๊าซที่ทำงานอยู่ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นออกซิเจน
โลหะผสมโครเมียม-โมลิบดีนัมคุณภาพสูงสำหรับใบพัดกังหันและโลหะผสมนิกเกิลสำหรับอุปกรณ์วิทยุจะถูกหลอมในสุญญากาศเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชัน
การไล่ก๊าซแบบสุญญากาศมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเหล็กชนิดพิเศษ ตลับลูกปืนที่ทำจากเหล็กอพยพมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าตลับลูกปืนที่ทำจากเหล็กทั่วไปสามถึงสี่เท่า การสูญเสียไฟฟ้าในเหล็กแม่เหล็กสำหรับแกนหม้อแปลงจะลดลง ข้อบกพร่องหลักของเหล็กทนความร้อน - ความเปราะบาง - ลดลง ความต้านทานต่อสารเคมีของสแตนเลสเพิ่มขึ้น เพียงระบุข้อดีที่ได้จากการใช้สุญญากาศเมื่อหลอมโลหะก็บ่งชี้ว่ากระบวนการนี้มีประสิทธิภาพสูง
สำหรับการหลอมเหล็กคุณภาพสูงแบบสุญญากาศ เตาเหนี่ยวนำได้ถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการทั้งหมดรวมถึงการหล่อจะเกิดขึ้นในสุญญากาศ เตาหลอมถูกวางทั้งหมดไว้ในปลอกปิดผนึกอย่างแน่นหนาซึ่งเชื่อมต่อกับปั๊มสุญญากาศที่ทรงพลัง
สิ่งที่น่าสนใจในทางปฏิบัติไม่เพียงแต่การถลุงในสุญญากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการกลั่นโลหะในสุญญากาศด้วย
ทุกวันเราสังเกตการระเหยของของเหลว คุณเทอีเทอร์สองสามหยดลงบนฝ่ามือโบกมือ - ความรู้สึกเย็นปรากฏขึ้นและของเหลวก็หายไประเหยและกลิ่นของอีเทอร์ก็แพร่กระจายไปในอากาศ โมเลกุลอีเธอร์ถูกกระจายระหว่างโมเลกุลของก๊าซอากาศ
เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่าเหล็กหรือโลหะที่แข็งแกร่งและมั่นคงอื่นๆ สามารถระเหยได้เหมือนอีเทอร์ และแน่นอนว่าไม่ว่าเราจะถือแผ่นเหล็กไว้ในอากาศที่อุณหภูมิปกตินานแค่ไหน น้ำหนักของมันก็จะไม่ลดลง เว้นแต่ว่าอากาศจะแห้งและไม่รวมความเป็นไปได้ที่จะเกิดสนิม อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ที่จะสร้างสภาวะที่แม้แต่โลหะที่ทนไฟมากที่สุดก็จะค่อยๆ ระเหยไป สังเกตหลอดไฟเก่าที่ชำรุด พื้นผิวด้านในของขวดแก้วเคลือบด้วยโลหะสีเข้ม เขามาจากไหน? ท้ายที่สุดแล้ว หลอดไฟนี้มีเพียงไส้หลอดที่ทำจากทังสเตนโลหะที่ทนไฟและทนทานมาก การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าตะกอนนี้ประกอบด้วยทังสเตนที่ระเหยไปเมื่อเส้นใยถูกให้ความร้อนและเกาะอยู่บนพื้นผิวเย็นของภาชนะแก้ว เช่นเดียวกับไอน้ำ เมื่อกระทบกับพื้นผิวเย็น จะเกิดการควบแน่นและพื้นผิวมีหมอกขึ้น
ที่อุณหภูมิสูง โลหะจะระเหยในลักษณะเดียวกับน้ำหรืออีเทอร์ที่อุณหภูมิห้อง แน่นอนว่าต้องใช้อุณหภูมิที่สูงมากเพื่อให้มองเห็นการระเหยได้ชัดเจน
โลหะที่ระเหยง่ายได้แก่ สังกะสี แมกนีเซียม โครเมียม และอื่นๆ ดังนั้นแรงดันไอน้ำ
1 10""ได้ 2 มม.ปรอท สำหรับสังกะสีที่ 350°, แมกนีเซียมที่ 439°, โครเมียมที่ 917° ในเวลาเดียวกัน เหล็กที่อุณหภูมิ 750° มีความดันไอเพียง 1 10~8 มม. ปรอท และทังสเตนมีความดันไอเท่ากันที่อุณหภูมิสูงกว่า 2100°
ความสามารถในการระเหยโลหะในสุญญากาศถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เทคโนโลยีที่ทันสมัย- คุณสมบัตินี้ใช้ในการเคลือบป้องกันโครเมียมโลหะกับพื้นผิวโลหะ ท่านใดที่ยังไม่เคยชื่นชมความแวววาวสีเงินของการเคลือบชิ้นส่วนรถยนต์ที่ไม่ซีดจางกลางสายฝนหรือแสงแดด มีความคงทนและสวยงาม สารเคลือบนี้เป็นฟิล์มบางของโลหะโครเมียม
ฟิล์มโครเมียมสามารถสะสมได้โดยใช้อิเล็กโทรไลซิส แต่การใช้สุญญากาศมีส่วนทำให้การใช้การชุบเทอร์โมโครมขยายตัวมากขึ้น ในวิธีนี้ ชิ้นส่วนและโครเมียมที่บดแล้วพร้อมสารเติมแต่งบางชนิดจะถูกใส่ในเตาเผา เตาเต็มไปด้วยก๊าซคลอรีนจากนั้นจึงเริ่มทำความร้อน สารเติมแต่งจะดูดซับคลอรีนและสร้างสุญญากาศในเตาอบ โครเมียมเริ่มระเหยและเกาะตัวเป็นชั้นบางๆ บนพื้นผิวของชิ้นส่วน
วิธีการชุบเทอร์โมโครมแบบสุญญากาศทำให้การเตรียมชิ้นส่วนสำหรับการเคลือบง่ายขึ้น ลดการใช้โครเมียม และทำให้อุปกรณ์ง่ายขึ้น เมื่อต้องการโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง สุญญากาศจะช่วยขจัดคราบสกปรกของสารต่างๆ เช่น สแตนเลสที่เป็นแม่เหล็ก ทนความร้อน จำเป็นต้องใช้สุญญากาศสูงเพื่อขจัดสิ่งสกปรกที่มีความผันผวนสูง (ตะกั่ว แคดเมียม บิสมัท) ออกจากทองแดง
เพื่อให้ได้โลหะบริสุทธิ์ที่มีความผันผวนสูง จึงต้องใช้การหลอมและการกลั่นในสุญญากาศสูง เช่นเดียวกับการกลั่นแอลกอฮอล์เพื่อเพิ่มความเข้มข้นและแยกแอลกอฮอล์ออกจากสิ่งเจือปน เช่น ปรอท สังกะสี แคดเมียม และบางครั้งก็กลั่นแมกนีเซียม
แม้แต่กรดซิลิซิกซึ่งประกอบขึ้นเป็นวัสดุที่ดูเหมือนมีความเสถียรเช่นทรายควอทซ์ ก็ระเหยอย่างเห็นได้ชัดในสุญญากาศสูง และโครเมียมมีความผันผวนมากในสุญญากาศสูงจนระเหยอย่างเข้มข้นก่อนที่มันจะละลายด้วยซ้ำ
การกลั่นแบบสุญญากาศทำให้เกิดโลหะที่บริสุทธิ์อย่างยิ่ง เป็นไปได้ที่จะได้อะลูมิเนียมที่บริสุทธิ์กว่าการอิเล็กโทรลิซิส โดยมีปริมาณธาตุเหล็กน้อยกว่าหนึ่งในพันของเปอร์เซ็นต์ เป็นที่ทราบกันดีว่าอลูมิเนียมออกซิไดซ์ในอากาศได้ง่ายฟิล์มของอลูมิเนียมที่ได้รับระหว่างการกลั่นก็จะยิ่งมีฤทธิ์มากขึ้นเท่านั้นและมีเพียงสุญญากาศสูงเท่านั้นที่ปกป้องโลหะจากการเกิดออกซิเดชัน บทบาทของสุญญากาศจะเหมือนกันเมื่อหลอมโมลิบดีนัม มีเพียงในเตาเผาที่มีสุญญากาศสูงเท่านั้นจึงจะสามารถหลอมโลหะทนไฟนี้ได้ ซึ่งหลอมที่อุณหภูมิสูงกว่า 2,600° C โดยไม่มีการเกิดออกซิเดชัน
การใช้สุญญากาศในโลหะวิทยานำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีในการผลิตสุญญากาศในปริมาณมากและด้วยความเร็วสูง ประสิทธิภาพของปั๊มที่เพิ่มขึ้นทำให้สามารถวางอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นในพื้นที่อพยพได้
ปัจจุบันมีการสร้างเตาเผาสำหรับการหลอมเหล็ก 1 ตันพร้อมกันที่สุญญากาศ 1-10"2-
1 1SG3 มิลลิเมตรปรอท
การขึ้นรูปและการหล่อแบบสุญญากาศทำให้การหล่อมีความแม่นยำสูง
เพื่อใช้สุญญากาศในโลหะวิทยา จึงได้สร้างปั๊มกระจายน้ำมันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางทางเข้า 80 ซม. และความเร็วในการสูบ 14,000 ลิตร! วินาทีด้วยความเร็วตามทฤษฎีสูงถึง 60,000 ลิตร! วินาที
แม้แต่การทบทวนการใช้สุญญากาศในโลหะวิทยาโดยคร่าวๆ ก็แสดงให้เห็นว่าสาขาเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดนี้ใช้ความสามารถอย่างกว้างขวางในการควบคุมคุณสมบัติของสภาพแวดล้อมของก๊าซที่อยู่รอบๆ โลหะในทุกขั้นตอนของ "ชีวิต" ของมัน ตั้งแต่การหลอมไปจนถึงการแปรรูป โอกาสที่นี่กว้างยิ่งขึ้น ในไม่ช้า หน่วยสุญญากาศอันทรงพลังจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของโรงงานโลหะวิทยาในฐานะสถานีเป่าเพื่อจ่ายอากาศไปยังเตาเผา
หากของเหลวได้รับความร้อน ของเหลวนั้นจะเดือดที่อุณหภูมิที่กำหนด เมื่อของเหลวเดือด ฟองจะลอยขึ้นไปด้านบนและแตก ฟองอากาศประกอบด้วยอากาศที่มีไอน้ำ เมื่อฟองสบู่แตก ไอน้ำจะระเหยออกไป และทำให้ของเหลวระเหยอย่างเข้มข้น
สารต่างๆ ในสถานะของเหลวจะเดือดที่อุณหภูมิเฉพาะตัวของมันเอง นอกจากนี้อุณหภูมินี้ไม่เพียงขึ้นอยู่กับลักษณะของสารเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศด้วย ดังนั้นน้ำที่ความดันบรรยากาศปกติจะเดือดที่ 100 °C และบนภูเขาซึ่งมีความดันต่ำกว่า น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำลง
เมื่อของเหลวเดือด การจ่ายพลังงาน (ความร้อน) เข้าไปอีกจะไม่ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น แต่เพียงรักษาระดับความเดือดเอาไว้ นั่นคือพลังงานถูกใช้ไปเพื่อรักษากระบวนการเดือด และไม่ทำให้อุณหภูมิของสารสูงขึ้น ดังนั้นในวิชาฟิสิกส์จึงมีแนวคิดเช่นนี้ ความร้อนจำเพาะการกลายเป็นไอ(ล) เท่ากับปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการต้มของเหลว 1 กิโลกรัมจนหมด
เห็นได้ชัดว่าสารต่างๆ มีความร้อนจำเพาะของการกลายเป็นไอของตัวเอง ดังนั้นสำหรับน้ำจะเท่ากับ 2.3 · 10 6 J/kg สำหรับอีเทอร์ซึ่งเดือดที่ 35 °C, L = 0.4 10 6 J/kg สำหรับการเดือดของปรอทที่อุณหภูมิ 357 °C, L = 0.3 10 6 J/kg
กระบวนการต้มคืออะไร? เมื่อน้ำร้อนขึ้นแต่ยังไม่ถึงจุดเดือด ฟองอากาศเล็กๆ ก็เริ่มก่อตัว โดยปกติแล้วจะก่อตัวที่ด้านล่างของภาชนะ เนื่องจากมักจะได้รับความร้อนจากด้านล่างและอุณหภูมิสูงกว่าที่นั่น
ฟองอากาศเบากว่าน้ำที่อยู่รอบๆ ดังนั้นจึงเริ่มลอยขึ้นสู่ชั้นบน อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่นี่ยังต่ำกว่าด้านล่างอีกด้วยซ้ำ ดังนั้นไอน้ำจึงควบแน่นฟองจึงเล็กลงและหนักขึ้นและตกลงมาอีกครั้ง สิ่งนี้เกิดขึ้นจนกว่าน้ำทั้งหมดจะร้อนถึงจุดเดือด ในเวลานี้ได้ยินเสียงที่ดังมาก่อนเดือด
เมื่อถึงจุดเดือด ฟองอากาศจะไม่จมอีกต่อไป แต่จะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำและแตกออก ไอน้ำออกมาจากพวกเขา ในเวลานี้ไม่ใช่เสียงที่ได้ยินอีกต่อไป แต่เป็นเสียงไหลของของเหลวซึ่งบ่งบอกว่ามันเดือดแล้ว
ดังนั้นในระหว่างการต้มและการระเหยจึงเกิดการเปลี่ยนของเหลวเป็นไอ อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับการระเหยซึ่งเกิดขึ้นที่พื้นผิวของของเหลวเท่านั้น การเดือดจะมาพร้อมกับการก่อตัวของฟองอากาศที่มีไอน้ำตลอดปริมาตรทั้งหมด นอกจากนี้ ไม่เหมือนกับการระเหยซึ่งเกิดขึ้นที่อุณหภูมิใดๆ การเดือดสามารถทำได้ที่อุณหภูมิเฉพาะของของเหลวที่กำหนดเท่านั้น
ทำไมยิ่งความดันบรรยากาศสูง จุดเดือดของของเหลวก็จะยิ่งสูงขึ้น? อากาศกดทับน้ำจึงสร้างแรงดันภายในน้ำ เมื่อฟองสบู่ก่อตัว ไอน้ำก็จะกดเข้าไปด้วย และจะแรงกว่าแรงดันภายนอก ยิ่งแรงกดดันจากภายนอกต่อฟองมากขึ้น ความดันภายในภายในฟองก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ดังนั้นจึงก่อตัวขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งหมายความว่าน้ำเดือดที่อุณหภูมิสูงขึ้น
มาดูขั้นตอนการต้มกันดีกว่า เริ่มตั้งแต่วินาทีที่ฟองแรกก่อตัวที่ก้นภาชนะที่ร้อน (กระทะหรือ) โดยวิธีการที่พวกเขาถูกสร้างขึ้น? ใช่ เนื่องจากชั้นน้ำบางๆ ที่สัมผัสโดยตรงกับก้นภาชนะจะมีความร้อนสูงถึง 100 องศา และตาม คุณสมบัติทางกายภาพน้ำเริ่มเปลี่ยนจากก๊าซ
ดังนั้น ฟองแรกแม้จะยังเล็กอยู่ ก็เริ่มลอยอย่างช้าๆ - พวกมันถูกกระทำโดยแรงลอยตัว หรือที่เรียกว่า อาร์คิมิดีส - และเกือบจะจมลงสู่ก้นบ่ออีกครั้งในทันที ทำไม ใช่ครับ เพราะน้ำจากด้านบนยังไม่อุ่นพอ เมื่อสัมผัสกับชั้นที่เย็นกว่า ฟองอากาศดูเหมือนจะ "หดตัว" และสูญเสียปริมาตร และด้วยเหตุนี้ พลังของอาร์คิมิดีสจึงลดลงทันที ฟองอากาศจะจมลงด้านล่างและ "แตก" เนื่องจากแรงโน้มถ่วง
แต่ความร้อนยังคงดำเนินต่อไป ชั้นน้ำใหม่ ๆ ก็มีอุณหภูมิใกล้ 100 องศามากขึ้นเรื่อย ๆ ฟองอากาศไม่จมลงสู่ด้านล่างอีกต่อไป พวกเขาพยายามที่จะเข้าถึงผิวน้ำแต่ส่วนใหญ่ ชั้นบนสุดยิ่งเย็นกว่ามากดังนั้นเมื่อสัมผัสกับมันแต่ละฟองจะมีขนาดลดลงอีกครั้ง (เนื่องจากส่วนหนึ่งของไอน้ำที่บรรจุอยู่ในนั้นทำให้เย็นลงกลายเป็นน้ำ) ด้วยเหตุนี้มันจึงเริ่มจมลง แต่เมื่อเข้าไปในชั้นร้อนซึ่งมีอุณหภูมิถึง 100 องศาแล้ว ก็จะมีขนาดเพิ่มขึ้นอีกครั้ง เพราะไอน้ำที่ควบแน่นกลับกลายเป็นไอน้ำอีกครั้ง ฟองอากาศจำนวนมากเคลื่อนขึ้นลง มีขนาดลดลงและเพิ่มขึ้นสลับกัน ทำให้เกิดเสียงที่มีลักษณะเฉพาะ
และในที่สุดก็มาถึงเมื่อระดับน้ำทั้งหมด รวมถึงชั้นบนสุด มีอุณหภูมิสูงถึง 100 องศา จะเกิดอะไรขึ้นในระยะนี้? ฟองอากาศลอยขึ้นถึงพื้นผิวอย่างอิสระ และที่นี่ที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่อทั้งสองนั้น "มีฟอง" เกิดขึ้น: พวกมันระเบิดและปล่อยไอน้ำออกมา และกระบวนการนี้ซึ่งต้องได้รับความร้อนอย่างต่อเนื่องจะดำเนินต่อไปจนกว่าน้ำทั้งหมดจะเดือดจนกลายเป็นสถานะก๊าซ
โปรดทราบว่าจุดเดือดขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศ เช่น บนภูเขาสูง น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 องศา ดังนั้นชาวพื้นที่สูงจึงต้องใช้เวลาในการปรุงอาหารมากขึ้น
น้ำเดือดเป็นงานประจำวันทั่วไปอย่างหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ในพื้นที่ภูเขา กระบวนการนี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ที่ระดับความสูงต่างๆ เหนือระดับน้ำทะเล น้ำจะเดือดที่ อุณหภูมิที่แตกต่างกัน.
จุดเดือดของน้ำขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศอย่างไร?
น้ำเดือดมีลักษณะภายนอกที่เด่นชัด: การเดือดของของเหลว, การก่อตัวของฟองเล็ก ๆ ภายในภาชนะและไอน้ำที่เพิ่มขึ้น เมื่อถูกความร้อน โมเลกุลของน้ำจะได้รับพลังงานเพิ่มเติมจากแหล่งความร้อน พวกมันเคลื่อนที่ได้มากขึ้นและเริ่มสั่นในที่สุดของเหลวจะมีอุณหภูมิถึงระดับที่ฟองไอน้ำก่อตัวขึ้นบนผนังของภาชนะ อุณหภูมินี้เรียกว่าจุดเดือด เมื่อน้ำเริ่มเดือด อุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าของเหลวทั้งหมดจะกลายเป็นก๊าซ
โมเลกุลของน้ำหลบหนีออกมาเมื่อไอน้ำออกแรงกดดันต่อบรรยากาศ สิ่งนี้เรียกว่าความดันไอ เมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น น้ำจะเพิ่มขึ้น และโมเลกุลที่เคลื่อนที่เร็วขึ้นจะเอาชนะแรงระหว่างโมเลกุลที่เชื่อมต่อพวกมันไว้ได้ แรงดันไอน้ำตรงข้ามกับแรงอื่นที่สร้างขึ้น มวลอากาศ- เมื่อแรงดันไอน้ำถึงหรือเกินแรงดันบรรยากาศ เมื่อเอาชนะแรงดันไอน้ำไปแล้ว น้ำจะเริ่มเดือด
จุดเดือดของน้ำยังขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ด้วย น้ำที่มีสิ่งเจือปน (เกลือ น้ำตาล) จะเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำบริสุทธิ์
ลักษณะเด่นของน้ำเดือดบนภูเขา
บรรยากาศในอากาศสร้างแรงกดดันต่อวัตถุทั้งหมดที่อยู่ด้านบน ที่ระดับน้ำทะเลจะเหมือนกันทุกที่และมีค่าเท่ากับ 1 atm. หรือ 760 มม. ปรอท ศิลปะ. นี่เป็นความดันบรรยากาศปกติ และน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิ 100°C ความดันไอที่อุณหภูมิของน้ำนี้คือ 760 มม. ปรอทเช่นกัน ศิลปะ.ยิ่งคุณอยู่เหนือระดับน้ำทะเลสูงเท่าไร อากาศก็จะยิ่งบางลงเท่านั้น ในภูเขาความหนาแน่นและความดันลดลง เนื่องจากแรงดันภายนอกที่มีต่อน้ำลดลง จึงจำเป็นต้องใช้พลังงานน้อยลงในการทำลายพันธะระหว่างโมเลกุล วิธีนี้ใช้ความร้อนน้อยลงและน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำลง
ในทุกระดับความสูงทุกๆ กิโลเมตร น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิเดิม 3.3°C (หรือประมาณลบ 1 ทุกๆ 300 เมตร) ที่ระดับความสูง 3 กิโลเมตร เหนือระดับน้ำทะเล ความดันบรรยากาศจะอยู่ที่ประมาณ 526 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. น้ำจะเดือดเมื่อความดันไอน้ำเท่ากับความดันบรรยากาศ คือ 526 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. สภาวะนี้สามารถทำได้ที่อุณหภูมิ 90°C ที่ระดับความสูง 6 กม. ความกดอากาศจะน้อยกว่าปกติประมาณสองเท่า และอยู่ที่ประมาณ 80°C
บนยอดเขาเอเวอเรสต์ซึ่งมีความสูง 8,848 เมตร น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิประมาณ 72°C
บนภูเขาที่ระดับความสูง 600 ม. ซึ่งมีน้ำเดือดที่อุณหภูมิ 98°C การทำความเข้าใจกระบวนการต้มเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการปรุงอาหาร อาหารบางชนิดสามารถปรุงสุกได้โดยการเพิ่มเวลาในการปรุง อย่างไรก็ตาม สำหรับอาหารที่ต้องใช้เวลาปรุงสุกดีและใช้เวลาปรุงนาน ควรใช้หม้ออัดแรงดัน
การต้มเป็นกระบวนการทางกายภาพที่ดูเรียบง่าย ซึ่งใครก็ตามที่เคยต้มกาต้มน้ำอย่างน้อยหนึ่งครั้งในชีวิตจะรู้จักกันดี อย่างไรก็ตาม มีคุณสมบัติหลายประการที่นักฟิสิกส์ศึกษาในห้องปฏิบัติการ และแม่บ้านศึกษาในครัว แม้แต่จุดเดือดก็อยู่ไกลจากค่าคงที่ แต่จะแปรผันขึ้นอยู่กับ ปัจจัยต่างๆ.
ของเหลวเดือด
เมื่อเดือดของเหลวจะเริ่มเปลี่ยนเป็นไอน้ำอย่างรวดเร็วและฟองไอน้ำจะก่อตัวขึ้นและลอยขึ้นสู่พื้นผิว เมื่อถูกความร้อน ไอน้ำจะปรากฏขึ้นบนพื้นผิวของของเหลวก่อน จากนั้นกระบวนการนี้จะเริ่มทั่วทั้งปริมาตร ฟองอากาศเล็กๆ ปรากฏที่ด้านล่างและผนังของกระทะ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความดันภายในฟองอากาศจะเพิ่มขึ้น ฟองอากาศจะมีขนาดเพิ่มขึ้นและสูงขึ้น
เมื่ออุณหภูมิถึงจุดเดือดที่เรียกว่าฟองอากาศจะเริ่มก่อตัวอย่างรวดเร็วมีหลายฟองและของเหลวก็เริ่มเดือด ไอน้ำเกิดขึ้น อุณหภูมิคงที่จนกว่าน้ำจะหมด หากการกลายเป็นไอเกิดขึ้นภายใต้สภาวะปกติ ที่ความดันมาตรฐาน 100 mPa อุณหภูมิของมันจะอยู่ที่ 100°C หากคุณเพิ่มความดันโดยไม่ตั้งใจ คุณจะได้รับไอน้ำร้อนยวดยิ่ง นักวิทยาศาสตร์สามารถทำให้ไอน้ำร้อนได้ถึงอุณหภูมิ 1227 ° C เมื่อให้ความร้อนเพิ่มเติม การแยกตัวของไอออนจะเปลี่ยนไอน้ำให้เป็นพลาสมา
สำหรับองค์ประกอบที่กำหนดและ ความดันคงที่จุดเดือดของของเหลวใดๆ มีค่าคงที่ ในหนังสือเรียนและคู่มือต่างๆ คุณสามารถดูตารางแสดงจุดเดือดของของเหลวต่างๆ และแม้แต่โลหะได้ ตัวอย่างเช่น น้ำเดือดที่อุณหภูมิ 100°C ที่ 78.3°C อีเธอร์ที่ 34.6°C ทองคำที่ 2,600°C และเงินที่ 1950°C ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลสำหรับความดันมาตรฐาน 100 mPa โดยคำนวณที่ระดับน้ำทะเล
วิธีเปลี่ยนจุดเดือด
หากความดันลดลง จุดเดือดจะลดลง แม้ว่าองค์ประกอบจะยังคงเท่าเดิมก็ตาม ซึ่งหมายความว่าหากคุณปีนภูเขาสูง 4,000 เมตรโดยใช้หม้อน้ำหนึ่งหม้อแล้วตั้งไฟ น้ำจะเดือดที่ 85°C และต้องใช้ฟืนน้อยกว่าด้านล่างมาก
แม่บ้านจะสนใจที่จะเปรียบเทียบกับหม้ออัดแรงดันซึ่งแรงดันจะเพิ่มขึ้นอย่างเทียม ในเวลาเดียวกันจุดเดือดของน้ำก็เพิ่มขึ้นเช่นกันเนื่องจากอาหารปรุงเร็วขึ้นมาก หม้ออัดแรงดันสมัยใหม่ช่วยให้คุณเปลี่ยนอุณหภูมิการเดือดจาก 115 เป็น 130°C หรือมากกว่าได้อย่างราบรื่น
ความลับอีกประการหนึ่งของจุดเดือดของน้ำอยู่ที่องค์ประกอบของน้ำ น้ำกระด้างซึ่งมีเกลือหลายชนิด ใช้เวลาต้มนานกว่าและต้องใช้พลังงานในการให้ความร้อนมากขึ้น ถ้าคุณเติมเกลือ 2 ช้อนโต๊ะลงในน้ำ 1 ลิตร จุดเดือดจะเพิ่มขึ้น 10°C เช่นเดียวกันกับน้ำตาล น้ำเชื่อม 10% เดือดที่อุณหภูมิ 100.1°C
น้ำเดือดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวัตถุประสงค์หลายประการ และความสามารถในการต้มน้ำก็เป็นสิ่งจำเป็นในชีวิตประจำวัน (และไม่เพียงแต่) เท่านั้น คุณกำลังเตรียมอาหารกลางวันใช่ไหม? การรู้ว่าเกลือส่งผลต่อการต้มน้ำอย่างไรและวิธีปรุงไข่ลวกจะมีประโยชน์มาก คุณกำลังปีนขึ้นไปบนยอดเขาหรือเปล่า? คุณอาจจะสนใจว่าทำไมอาหารจึงใช้เวลานานในการปรุงอาหารบนภูเขา และวิธีทำให้น้ำจากแม่น้ำที่คุณคิดว่าปลอดภัยสำหรับการดื่ม หลังจากอ่านบทความนี้ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้และสิ่งที่น่าสนใจอื่นๆ อีกมากมาย
ขั้นตอน
น้ำเดือดเมื่อปรุงอาหาร
- การสั่น: ฟองก๊าซขนาดเล็กก่อตัวขึ้นที่ด้านล่างของกระทะ แต่อย่าลอยขึ้นสู่พื้นผิว ผิวน้ำสั่นเล็กน้อย สิ่งนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 60–75°C (140–170°F) ซึ่งเหมาะสำหรับการรุกล้ำไข่ ผลไม้ และปลา
- เดือด: ฟองอากาศหลายสายลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ แต่น้ำส่วนใหญ่ยังคงสงบ อุณหภูมิของน้ำอยู่ที่ประมาณ 75-90°C (170-195°F) ซึ่งเหมาะสำหรับทำสตูว์หรือสตูว์
- เดือดช้า: ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำทั่วทั้งบริเวณกระทะ จำนวนมากฟองอากาศขนาดเล็กและขนาดกลาง อุณหภูมิของน้ำอยู่ที่ 90-100°C (195-212°F) ซึ่งเหมาะสำหรับการนึ่งผักหรือช็อกโกแลตร้อน ขึ้นอยู่กับอารมณ์และความเป็นอยู่ที่ดีของคุณ
- เดือดเต็มที่: ไอน้ำถูกปล่อยออกมา น้ำกำลังเดือดปุดๆ และเดือดไม่หยุดด้วยการกวน อุณหภูมิน้ำสูงสุดคือ 100°C (212°F) เป็นการดีที่จะปรุงพาสต้าในน้ำนี้
-
วางอาหารลงในน้ำหากคุณกำลังจะปรุงอาหารใดๆ ให้วางไว้ในน้ำ ความเย็นจะทำให้อุณหภูมิของน้ำลดลงและอาจหยุดเดือดได้ นี่เป็นเรื่องปกติ: เพียงเปลี่ยนความร้อนใต้กระทะเป็นสูงหรือปานกลางแล้วรอจนกว่าน้ำจะกลับสู่อุณหภูมิที่ต้องการ
ลดความร้อนลงจำเป็นต้องใช้ความร้อนสูงเพื่อให้น้ำเดือดเร็วขึ้น เมื่อน้ำเดือด ให้ลดไฟลงเหลือไฟปานกลาง (สำหรับไฟเคี่ยวสูง) หรือไฟต่ำ (สำหรับไฟเคี่ยวต่ำ) เมื่อน้ำถึงขั้นตอนสุดท้ายของการเดือดแล้ว ก็ไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนสูง เพราะจะทำให้เดือดมากขึ้นเท่านั้น
- ดูกระทะสักครู่เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำเดือดตามที่คุณต้องการ
- หากคุณกำลังปรุงซุปหรืออาหารจานอื่นที่ต้องใช้เวลาปรุงนาน ให้เปิดกระทะเล็กน้อยโดยเลื่อนฝาไปด้านหนึ่งเล็กน้อย กระทะที่ปิดสนิทจะรักษาอุณหภูมิสูงกว่าที่จำเป็นในการปรุงอาหารเหล่านี้เล็กน้อย
การทำน้ำดื่มให้บริสุทธิ์
ต้มน้ำเพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียและเชื้อโรคอื่นๆ ที่มีอยู่เมื่อน้ำเดือด จุลินทรีย์เกือบทั้งหมดจะตายไป อย่างไรก็ตามเดือด ไม่จะกำจัดน้ำจากการปนเปื้อนสารเคมี
- หากน้ำขุ่น ให้กรองเพื่อขจัดสิ่งสกปรก
-
ต้มน้ำให้เดือดจุลินทรีย์ตายเนื่องจากอุณหภูมิสูง และไม่ได้เกิดจากการเดือด อย่างไรก็ตาม หากไม่มีเทอร์โมมิเตอร์ การระบุอุณหภูมิของน้ำจนกว่าจะเดือดเป็นเรื่องยาก รอให้น้ำเกิดฟองแล้วปล่อยไอน้ำออกมา ในกรณีนี้จุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายทั้งหมดจะตาย
ต้มน้ำประมาณ 1-3 นาที (ไม่จำเป็น)เพื่อความแน่ใจ ให้ปล่อยให้น้ำเดือดเป็นเวลา 1 นาที (ค่อยๆ นับถึง 60) หากคุณอยู่ที่ระดับความสูงมากกว่า 2,000 เมตร (6,500 ฟุต) เหนือระดับน้ำทะเล ให้ต้มน้ำเป็นเวลา 3 นาที (นับช้าๆ ถึง 180)
- จุดเดือดของน้ำจะลดลงตามระดับความสูง ที่อุณหภูมิต่ำกว่า การฆ่าเชื้อจุลินทรีย์จะใช้เวลานานกว่า
-
ทำให้น้ำเย็นลงแล้วเทลงในภาชนะที่ปิดสนิทน้ำต้มสุกเหมาะสำหรับดื่มแม้หลังจากเย็นลงแล้ว เก็บไว้ในภาชนะที่สะอาดและมีฝาปิด
เมื่อเดินทางควรพกหม้อต้มน้ำขนาดกะทัดรัดติดตัวไปด้วยหากคุณสามารถเข้าถึงแหล่งไฟฟ้าได้ ให้ตุนหม้อต้มน้ำไว้ หรือนำเตาแคมปิ้งหรือกาต้มน้ำ รวมถึงเชื้อเพลิงสำหรับให้ความร้อนหรือแบตเตอรี่ติดตัวไปด้วย
หากไม่มีทางเลือกอื่น ให้วางภาชนะพลาสติกที่มีน้ำไว้ตากแดดหากคุณไม่สามารถต้มน้ำได้ ให้เทลงในภาชนะที่สะอาด ภาชนะพลาสติก- วางภาชนะบรรจุน้ำไว้ใต้โดยตรง แสงแดดเป็นเวลาอย่างน้อยหกชั่วโมง วิธีนี้จะฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่เป็นอันตราย แต่วิธีนี้เชื่อถือได้น้อยกว่าการต้ม
ต้มน้ำในไมโครเวฟ
เทน้ำลงในถ้วยหรือชามที่ใช้กับไมโครเวฟได้หากคุณไม่มีอุปกรณ์ที่ใช้กับไมโครเวฟได้ ให้ใช้ภาชนะแก้วหรือเซรามิก ไม่มีส่วนผสมของสีเมทัลลิก ในการทดสอบ ให้วางภาชนะเปล่าในไมโครเวฟโดยมีถ้วยน้ำเซรามิกอยู่ข้างๆ เปิดเตาอบเป็นเวลาหนึ่งนาที หากภาชนะอุ่นขึ้นหลังจากนี้ก็จะร้อนขึ้น ไม่เหมาะสำหรับเตาอบไมโครเวฟ
วางสิ่งของที่ปลอดภัยสำหรับไมโครเวฟลงในน้ำนอกจากนี้ยังจะทำให้การนึ่งง่ายขึ้นอีกด้วย ใช้ช้อนไม้ ตะเกียบ หรือแท่งไอศกรีม หากคุณไม่ต้องการ น้ำสะอาดหากไม่มีสิ่งเจือปนคุณสามารถเพิ่มเกลือหรือน้ำตาลหนึ่งช้อนโต๊ะลงไปได้
- อย่าใช้ภาชนะพลาสติกที่มีพื้นผิวด้านในเรียบ เพราะจะขัดขวางการเกิดไอน้ำ
-
ใส่ภาชนะใส่น้ำในไมโครเวฟในเตาไมโครเวฟส่วนใหญ่ ขอบของจานหมุนจะร้อนเร็วกว่าตรงกลาง
-
ตั้งน้ำให้ร้อนในช่วงเวลาสั้นๆ โดยคนเป็นครั้งคราวเพื่อความปลอดภัย ให้ตรวจสอบเวลาทำความร้อนที่แนะนำในคู่มือสำหรับเจ้าของเตาไมโครเวฟ หากคุณไม่มีคู่มือการใช้เตา ให้ลองอุ่นน้ำทุกๆ 1 นาที หลังจากแต่ละนาที ให้คนน้ำอย่างระมัดระวังและนำออกจากเตาอบ เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิ หากภาชนะร้อนมากและน้ำมีไอน้ำออกมา แสดงว่าภาชนะพร้อม
- หากน้ำร้อนยังคงเย็นอยู่ ให้เพิ่มช่วงเวลาเป็นหนึ่งนาทีครึ่งถึงสองนาที เวลาในการทำความร้อนขึ้นอยู่กับกำลังของเตาไมโครเวฟและปริมาณน้ำ
- อย่าพยายามให้เดือดถึงขั้น "เดือด" ในไมโครเวฟ แม้ว่าน้ำจะอุ่นขึ้นถึงอุณหภูมิที่ต้องการ แต่กระบวนการเดือดจะเด่นชัดน้อยลง
ใช้กระทะที่มีฝาปิดฝาจะเก็บความร้อนไว้ภายในกระทะและน้ำจะเดือดเร็วขึ้น ในกระทะขนาดใหญ่ น้ำจะเดือดช้ากว่า แต่รูปร่างของกระทะไม่ได้มีบทบาทที่เห็นได้ชัดเจน
เทน้ำประปาเย็นลงในกระทะ น้ำร้อนจากก๊อกน้ำสามารถดูดซับสารตะกั่วจากท่อน้ำได้ดังนั้นจึงไม่ควรใช้ดื่มหรือปรุงอาหาร ดังนั้นให้ใส่มันลงในกระทะ น้ำเย็น- อย่าเติมกระทะไว้ด้านบนเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำกระเด็นออกมาเมื่อเดือด และอย่าลืมเหลือที่ว่างสำหรับอาหารที่คุณจะปรุงในกระทะ
เพิ่มเกลือเพื่อลิ้มรส (ไม่จำเป็น)เกลือแทบไม่มีผลกระทบต่อจุดเดือด แม้ว่าคุณจะเติมเกลือมากจนน้ำกลายเป็นน้ำทะเลก็ตาม! เติมเกลือเล็กน้อยเพื่อปรุงรสอาหาร เช่น พาสต้าจะดูดซับเกลือไปพร้อมกับน้ำขณะปรุง
วางกระทะบนไฟแรงวางหม้อน้ำบนเตาแล้วเปิดไฟให้ร้อน ปิดฝากระทะซึ่งจะทำให้น้ำเดือดเร็วขึ้นเล็กน้อย
แยกแยะระหว่างขั้นตอนการเดือดอาหารส่วนใหญ่ต้องใช้น้ำเดือดเบาๆ หรือแรงๆ ในการปรุงอาหาร เรียนรู้ที่จะจดจำขั้นตอนการเดือดเหล่านี้ รวมถึงสัญญาณอื่นๆ ที่ช่วยให้คุณตัดสินอุณหภูมิของน้ำได้:
กระบวนการเดือดเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสารของเหลวเป็นสถานะก๊าซ ความแตกต่างระหว่างการระเหยคือมันเกิดขึ้นโดยสัมพันธ์กับตัวชี้วัดบางอย่าง ซึ่งไม่เพียงแต่รวมถึงอุณหภูมิเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความดันด้วย ความเร็วในการเดือดนั้นสัมพันธ์กับโมเลกุลโดยสิ้นเชิง ซึ่งเมื่อถูกความร้อนจะเริ่มชนกันบ่อยขึ้น หากเราใช้สภาวะปกติจุดเดือดจะถือเป็นความร้อน 100 องศาเซลเซียส แต่จริงๆ แล้วนี่คือช่วงของค่าที่ขึ้นอยู่กับทั้งของเหลวเองตลอดจนความดันภายนอกและภายในน้ำ . โดยสรุป ช่วงนี้มีค่าตั้งแต่ 70 ถึงมาก ภูเขาสูงสูงสุด 110 หากตั้งอยู่ใกล้ระดับน้ำทะเล
อุณหภูมิไอน้ำของน้ำเดือดในกาต้มน้ำ
ไอน้ำเป็นของเหลว มีเพียงสถานะเท่านั้นที่จะกลายเป็นก๊าซ เมื่อทำปฏิกิริยากับอากาศ ก็เหมือนกับสารก๊าซอื่น ๆ ที่สามารถออกแรงกดทับได้ ในระหว่างการระเหย อุณหภูมิของไอและของเหลวจะคงที่จนกระทั่งของเหลวระเหย สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิทั้งหมดถูกใช้ไปกับการก่อตัวของไอน้ำ สถานการณ์นี้ส่งเสริมการก่อตัวของไอน้ำอิ่มตัวแบบแห้ง
สิ่งสำคัญที่ต้องรู้! เมื่อของเหลวเดือด ไอน้ำจะมีองศาเท่ากัน สามารถรับไอน้ำที่ร้อนกว่าของเหลวได้โดยใช้อุปกรณ์พิเศษเท่านั้น องศาที่ต้องใช้ในการต้มของเหลวธรรมดาคือ 100 องศาเซลเซียส
น้ำเกลือเดือดที่อุณหภูมิเท่าไร?
นำน้ำเค็มไปต้มหรืออาจจะมากกว่านั้นก็ได้ อุณหภูมิสูงกว่าในกรณีปกติ น้ำเกลือประกอบด้วยชุดไอออนที่เติมเต็มช่องว่างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลน้ำ ด้วยเหตุนี้ ความชุ่มชื้นจึงเกิดขึ้นเมื่อไอออนของเกลือรวมตัวกับโมเลกุลของเหลว เนื่องจากหลังจากการให้ความชุ่มชื้น พันธะระหว่างโมเลกุลจะแข็งแกร่งขึ้นอย่างเห็นได้ชัด กระบวนการกลายเป็นไอจึงใช้เวลานานขึ้น
เนื่องจากความร้อน น้ำเกลือสูญเสียโมเลกุลอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นการชนกันจึงเกิดขึ้นน้อยกว่ามาก จะใช้เวลาต้มนานกว่าที่กำหนด น้ำจืด- อุณหภูมิที่คุณสามารถเปลี่ยนน้ำเกลือให้เป็นน้ำเดือดได้โดยเฉลี่ยจะสูงกว่าปกติถึง 10 องศาเซลเซียส
ระดับการเดือดของน้ำกลั่น
รูปแบบการกลั่นเป็นของเหลวบริสุทธิ์ที่แทบไม่มีสิ่งเจือปนเลย โดยปกติแล้ว มีไว้สำหรับการใช้งานด้านเทคนิค การแพทย์ และการวิจัย
ความสนใจ! ไม่แนะนำให้รับประทานและปรุงอาหารโดยเด็ดขาด
น้ำถูกสร้างขึ้นโดยใช้อุปกรณ์การกลั่นแบบพิเศษ โดยมีน้ำจืดระเหยและไอน้ำควบแน่น เมื่อสิ้นสุดการกลั่น สิ่งเจือปนจะยังคงอยู่นอกของเหลว
ชนิดกลั่นต้มในลักษณะเดียวกับน้ำจืดจากน้ำประปา - 100 องศาเซลเซียส มีความแตกต่างเล็กน้อยที่ของเหลวกลั่นจะเดือดเร็วขึ้น แต่ความแตกต่างนี้ค่อนข้างไม่มีนัยสำคัญ
แรงดันส่งผลต่อกระบวนการเดือดของน้ำอย่างไร?
ความดันสร้างความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญต่อการเดือดของของเหลว ในกรณีนี้ ความดันบรรยากาศและความดันภายในน้ำมีบทบาท ตัวอย่างเช่น หากคุณใส่น้ำบนไฟที่ระดับความสูง อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียสก็เพียงพอที่จะเดือด บนภูเขา การทำอาหารทำให้เกิดปัญหาบางประการ มันต้องใช้เวลามากกว่า เวลานานเนื่องจากน้ำเดือดจะไม่ร้อนพอ ตัวอย่างเช่น ความพยายามที่จะปรุงไข่ต้มจะจบลงด้วยความล้มเหลว ไม่ต้องพูดถึงเนื้อต้มซึ่งต้องใช้ความร้อนที่ดี
สำคัญ! คุณไม่ควรกินอะไรที่ไม่ผ่านความร้อนหรือสุกดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเป็นเรื่องของการเดินป่าและการท่องเที่ยวธรรมชาติอื่นๆ คุณต้องคาดการณ์ถึงความแตกต่างดังกล่าวล่วงหน้าและประกันตัวเองจากความประหลาดใจที่อาจเกิดขึ้น
เมื่ออยู่ใกล้ทะเลจุดเดือดจะอยู่ที่ 100 องศาเสมอ เมื่อคุณปีนภูเขา อุณหภูมิเดือดจะลดลง 1 องศาทุกๆ 300 เมตรที่คุณเดินทางขึ้นไป ดังนั้นผู้อยู่อาศัยที่มีบ้านตั้งอยู่ในพื้นที่สูงจึงแนะนำให้ใช้หม้อนึ่งความดันเพื่อต้มของเหลวเพื่อให้ร้อนขึ้น
ความสนใจ! พนักงานจะต้องทราบข้อมูลนี้ สถาบันการแพทย์และห้องปฏิบัติการ
เป็นที่ทราบกันว่าในการฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์และอุปกรณ์ต่างๆ ต้องใช้อุณหภูมิ 100 องศาขึ้นไป มิฉะนั้นเครื่องมือและอุปกรณ์อื่น ๆ จะไม่ผ่านการฆ่าเชื้อซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนมากมายในเวลาต่อมา
เป็นที่ทราบกันดีว่ายังไม่มีการค้นพบระดับน้ำสูงสุด นี่เป็นผลจากการที่มันสามารถเติบโตได้จนมีขีดจำกัด ความดันบรรยากาศหรือค่อนข้างจะเป็นการเติบโตของเขา กังหันไอน้ำต้มน้ำให้ร้อนถึง 400 องศาในขณะที่ไม่เดือดและรักษาความดันไว้ที่ 30-40 บรรยากาศ