Mendidih adalah proses mengubah keadaan agregat suatu zat. Ketika kita berbicara tentang air, yang kita maksud adalah perubahan dari cair menjadi uap. Penting untuk dicatat bahwa mendidih bukanlah penguapan, yang dapat terjadi bahkan pada suhu kamar. Juga, jangan bingung dengan merebus, yang merupakan proses memanaskan air hingga suhu tertentu. Sekarang setelah kita memahami konsepnya, kita dapat menentukan pada suhu berapa air mendidih.
Proses
Proses mengubah keadaan agregasi dari cair ke gas adalah kompleks. Dan meskipun orang tidak melihatnya, ada 4 tahap:
- Pada tahap pertama, gelembung kecil terbentuk di bagian bawah wadah yang dipanaskan. Mereka juga dapat dilihat di sisi atau di permukaan air. Mereka terbentuk karena ekspansi gelembung udara,yang selalu ditemukan di celah-celah wadah tempat air dipanaskan.
- Pada tahap kedua, volume gelembung meningkat. Semuanya mulai bergegas ke permukaan, karena di dalamnya ada uap jenuh, yang lebih ringan dari air. Dengan peningkatan suhu pemanasan, tekanan gelembung meningkat, dan mereka didorong ke permukaan karena gaya Archimedes yang terkenal. Suara gelembung yang khas dapat terdengar saat gelembung terus membesar dan mengecil.
- Pada tahap ketiga, sejumlah besar gelembung dapat terlihat di permukaan. Ini awalnya menciptakan kekeruhan di dalam air. Proses ini secara populer disebut "mendidih kunci putih", dan berlangsung dalam waktu singkat.
- Pada tahap keempat, air mendidih dengan hebat, gelembung-gelembung besar muncul di permukaan, percikan mungkin terjadi. Paling sering, percikan berarti cairan telah mencapai suhu maksimumnya. Uap akan mulai keluar dari air.
Sudah diketahui bahwa air mendidih pada suhu 100 derajat, yang hanya mungkin terjadi pada tahap keempat.
Suhu uap
Steam adalah salah satu keadaan air. Ketika memasuki udara, maka, seperti gas lainnya, ia memberikan tekanan tertentu padanya. Selama penguapan, suhu uap dan air tetap konstan sampai seluruh cairan mengubah keadaan agregasinya. Fenomena ini dapat dijelaskan dengan fakta bahwa ketika mendidih, semua energi dihabiskan untuk mengubah air menjadi uap.
Pada awal perebusan, lembabuap jenuh, yang setelah penguapan semua cairan menjadi kering. Jika suhunya mulai melebihi suhu air, maka uap tersebut mengalami superheated, dan dari segi karakteristiknya akan lebih mendekati gas.
Air garam mendidih
Menarik untuk mengetahui pada suhu berapa air dengan kandungan garam tinggi mendidih. Diketahui bahwa seharusnya lebih tinggi karena kandungan ion Na+ dan Cl- dalam komposisi, yang menempati area di antara molekul air. Komposisi kimia air dengan garam ini berbeda dari cairan segar biasa.
Faktanya adalah bahwa dalam air garam ada reaksi hidrasi - proses pengikatan molekul air ke ion garam. Ikatan antara molekul air tawar lebih lemah daripada yang terbentuk selama hidrasi, sehingga mendidihkan cairan dengan garam terlarut akan memakan waktu lebih lama. Ketika suhu naik, molekul-molekul dalam air yang mengandung garam bergerak lebih cepat, tetapi jumlahnya lebih sedikit, itulah sebabnya tumbukan di antara mereka lebih jarang terjadi. Akibatnya, lebih sedikit uap yang dihasilkan dan oleh karena itu tekanannya lebih rendah daripada kepala uap air tawar. Oleh karena itu, lebih banyak energi (suhu) diperlukan untuk penguapan penuh. Rata-rata, untuk merebus satu liter air yang mengandung 60 gram garam, perlu menaikkan titik didih air sebesar 10% (yaitu 10 C).
Ketergantungan titik didih pada tekanan
Sudah diketahui bahwa di pegunungan, terlepas dari komposisi kimia air, titik didihnya akan lebih rendah. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa tekanan atmosfer di ketinggiandi bawah. Tekanan normal dianggap 101,325 kPa. Dengan itu, titik didih air adalah 100 derajat Celcius. Tetapi jika Anda mendaki gunung yang tekanannya rata-rata 40 kPa, maka air akan mendidih di sana pada suhu 75,88 C. Tetapi ini tidak berarti bahwa memasak di pegunungan akan memakan waktu hampir separuh waktu. Untuk perlakuan panas produk, diperlukan suhu tertentu.
Dipercaya bahwa pada ketinggian 500 meter di atas permukaan laut, air akan mendidih pada 98,3 C, dan pada ketinggian 3000 meter titik didihnya adalah 90 C.
Perhatikan bahwa hukum ini juga bekerja dalam arah yang berlawanan. Jika cairan ditempatkan dalam labu tertutup yang tidak dapat dilalui uap, maka saat suhu naik dan uap terbentuk, tekanan dalam labu ini akan meningkat, dan pendidihan pada tekanan tinggi akan terjadi pada suhu yang lebih tinggi. Misalnya, pada tekanan 490,3 kPa, titik didih air adalah 151 C.
Air suling mendidih
Air suling adalah air murni tanpa kotoran. Ini sering digunakan untuk tujuan medis atau teknis. Mengingat bahwa tidak ada kotoran dalam air tersebut, air tersebut tidak digunakan untuk memasak. Sangat menarik untuk dicatat bahwa air suling mendidih lebih cepat daripada air tawar biasa, tetapi titik didihnya tetap sama - 100 derajat. Namun, perbedaan waktu perebusan akan minimal - hanya sepersekian detik.
Dalam teko
Seringkali orang bertanya-tanyapada suhu berapa air mendidih dalam ketel, karena perangkat inilah yang mereka gunakan untuk merebus cairan. Mempertimbangkan fakta bahwa tekanan atmosfer di apartemen sama dengan standar, dan air yang digunakan tidak mengandung garam dan kotoran lain yang seharusnya tidak ada, maka titik didih juga akan menjadi standar - 100 derajat. Tapi jika airnya mengandung garam, maka titik didihnya seperti yang sudah kita ketahui akan lebih tinggi.
Kesimpulan
Sekarang Anda tahu pada suhu berapa air mendidih, dan bagaimana tekanan atmosfer dan komposisi cairan memengaruhi proses ini. Tidak ada yang rumit dalam hal ini, dan anak-anak menerima informasi seperti itu di sekolah. Hal utama yang harus diingat adalah bahwa ketika tekanan berkurang, titik didih cairan juga berkurang, dan ketika naik, itu juga meningkat.
Di Internet Anda dapat menemukan banyak tabel berbeda yang menunjukkan ketergantungan titik didih cairan pada tekanan atmosfer. Mereka tersedia untuk semua orang dan secara aktif digunakan oleh anak sekolah, siswa dan bahkan guru di institut.
