Proč si člověk začal vařit vodu, než ji vypil? Správně, abyste se ochránili před mnoha patogenními bakteriemi a viry. Tato tradice přišla na území středověkého Ruska ještě před Petrem Velikým, i když se věří, že to byl on, kdo přinesl do země první samovar a zavedl obřad neuspěchaného večerního pití čaje. Ve skutečnosti naši lidé používali ve starověkém Rusku jakýsi samovar k výrobě nápojů z bylin, bobulí a kořenů. Vaření zde bylo vyžadováno především pro extrakci užitečných rostlinných extraktů, spíše než pro dezinfekci. Ve skutečnosti se v té době ani nevědělo o mikrokosmu, kde tyto bakterie a viry žijí. Díky varu však naši zemi obešly celosvětové pandemie strašlivých nemocí, jako je cholera nebo záškrt.
stupnice Celsia
Velký meteorolog, geolog a astronom ze Švédska Anders Celsius původně používal hodnotu 100 stupňů k označení bodu mrazu vody za normálních podmínek a bod varu vody byl brán jako nula stupňů. A po němsmrti v roce 1744, neméně slavná osobnost, botanik Carl Linné a nástupce Celsia Mortena Strömera, obrátili tuto stupnici vzhůru nohama pro snadné použití. To však podle jiných zdrojů udělal krátce před svou smrtí sám Celsius. Ale každopádně stálost odečtů a srozumitelná gradace ovlivnily široké využití jeho použití mezi nejprestižnějšími vědeckými profesemi té doby – chemiky. A navzdory skutečnosti, že obrácená značka stupnice při 100 stupních stanovila bod stabilního varu vody, a nikoli začátek jejího zamrzání, stupnice začala nést jméno svého hlavního tvůrce, Celsia.
Pod atmosférou
Ne všechno je však tak jednoduché, jak se na první pohled zdá. Při pohledu na libovolný stavový diagram v P-T nebo P-S souřadnicích (entropie S je přímou funkcí teploty) vidíme, jak úzce spolu souvisí teplota a tlak. S tlakem se mění i bod varu vody. A každý horolezec si je této vlastnosti dobře vědom. Každý, kdo alespoň jednou v životě porozuměl výškám nad 2000-3000 metrů nad mořem, ví, jak těžké je dýchat ve výšce. Je to proto, že čím výše jdeme, tím je vzduch řidší. Atmosférický tlak klesne pod jednu atmosféru (pod N. O., tedy pod "normální podmínky"). Bod varu vody také klesá. V závislosti na tlaku v každé nadmořské výšce může vřít při osmdesáti i šedesáti stupních Celsia.
Tlakové hrnce
Mělo by se však pamatovat na to, že ačkoli hlavní mikrobi umírají při teplotách nad šedesát stupňů Celsia, mnozí mohou přežít při osmdesáti a více stupních Celsia. Proto dosáhneme varu vody, to znamená, že její teplotu přivedeme na 100 °C. Existují však zajímavé kuchyňské spotřebiče, které umožňují zkrátit čas a zahřát kapalinu na vysoké teploty, aniž by došlo k jejímu varu a ztrátě hmoty odpařováním. Inženýři ze Spojených států, kteří si uvědomili, že bod varu vody se může měnit v závislosti na tlaku, na základě francouzského prototypu představili světu ve 20. letech minulého století tlakový hrnec. Princip jeho fungování je založen na tom, že víko je pevně přitlačeno ke stěnám, bez možnosti odvodu páry. Uvnitř se vytváří zvýšený tlak a voda se vaří při vyšších teplotách. Taková zařízení jsou však poměrně nebezpečná a často vedla k výbuchům a vážným popáleninám uživatelů.
Ideálně
Podívejme se, jak tento proces probíhá a probíhá. Představte si ideálně hladkou a nekonečně velkou topnou plochu, kde je rozložení tepla rovnoměrné (na každý čtvereční milimetr plochy je přiváděno stejné množství tepelné energie) a koeficient drsnosti povrchu směřuje k nule. V tomto případě na n. y var v laminární mezní vrstvě začne současně po celé ploše povrchu a dojde okamžitě, okamžitě se odpaří celý jednotkový objem kapaliny nacházející se na jejím povrchu. To jsou ideální podmínky, v reálném životě se to nestává.
Realita
Pojďme zjistit, jaký je počáteční bod varu vody. V závislosti na tlaku také mění své hodnoty, ale hlavní bod spočívá v tomto. I když vezmeme nejhladší, podle našeho názoru, pánev a přivedeme ji pod mikroskop, pak v jejím okuláru uvidíme nerovné hrany a ostré časté vrcholy vyčnívající nad hlavní plochu. Teplo na povrch pánve, budeme předpokládat, je přiváděno rovnoměrně, i když ve skutečnosti to také není úplně pravdivé tvrzení. I když je pánev na největším hořáku, teplotní spád je na sporáku nerovnoměrně rozložen a vždy existují zóny lokálního přehřátí zodpovědné za brzký var vody. Kolik stupňů je současně na vrcholcích povrchu a v jeho nížinách? Povrchové vrcholy s nepřerušenou dodávkou tepla se ohřívají rychleji než nížiny a tzv. deprese. Navíc, obklopené ze všech stran vodou s nízkou teplotou, lépe dávají energii molekulám vody. Tepelná difuzivita vrcholů je jedenapůlkrát až dvakrát vyšší než v nížinách.
Teploty
Proto je počáteční bod varu vody asi osmdesát stupňů Celsia. Při této hodnotě dodávají povrchové vrcholy dostatek tepla k okamžitému varu kapaliny a tvoří první okem viditelné bublinky, které nesměle začnou stoupat k povrchu. Jaký je bod varu vodynormální tlak - mnozí se ptají. Odpověď na tuto otázku snadno najdete v tabulkách. Při atmosférickém tlaku je stabilní bod varu stanoven na 99,9839 °C.
