لماذا بدأ الإنسان بغلي الماء قبل شربه؟ بشكل صحيح ، لحماية نفسك من العديد من البكتيريا والفيروسات المسببة للأمراض. جاء هذا التقليد إلى أراضي روسيا في العصور الوسطى حتى قبل بطرس الأكبر ، على الرغم من أنه يعتقد أنه هو الذي جلب السماور الأول إلى البلاد وقدم طقوس شرب الشاي في المساء. في الواقع ، استخدم شعبنا نوعًا من السماور في روسيا القديمة لصنع المشروبات من الأعشاب والتوت والجذور. كان الغليان مطلوبًا هنا بشكل أساسي لاستخراج المستخلصات النباتية المفيدة ، وليس للتطهير. في الواقع ، في ذلك الوقت لم يكن معروفًا حتى عن العالم المصغر حيث تعيش هذه البكتيريا والفيروسات. ومع ذلك ، وبفضل الغليان ، تم تجاوز بلدنا من قبل الأوبئة العالمية للأمراض الرهيبة مثل الكوليرا أو الدفتيريا.
مقياس مئوية
استخدم عالم الأرصاد الجوية والجيولوجي والفلكي العظيم من السويد ، Anders Celsius ، في الأصل قيمة 100 درجة للإشارة إلى نقطة تجمد الماء في الظروف العادية ، وتم أخذ درجة غليان الماء على أنها درجة الصفر. وبعدهاالموت في عام 1744 ، قام شخص لا يقل شهرة ، عالم النبات كارل لينيوس وخليفة سيلسيوس مورتن سترومر ، بقلب هذا المقياس رأسًا على عقب لسهولة الاستخدام. ومع ذلك ، وفقًا لمصادر أخرى ، قام سيلسيوس بنفسه بذلك قبل وقت قصير من وفاته. ولكن على أي حال ، أثر استقرار القراءات والتخرج المفهوم على الاستخدام الواسع النطاق لاستخدامه بين المهن العلمية المرموقة في ذلك الوقت - الكيميائيين. وعلى الرغم من حقيقة أن علامة المقياس المقلوبة عند 100 درجة تحدد نقطة غليان الماء بشكل ثابت ، وليس بداية تجميده ، إلا أن المقياس بدأ يحمل اسم خالقه الأساسي ، مئوية.
تحت الغلاف الجوي
ومع ذلك ، ليس كل شيء بهذه البساطة كما يبدو للوهلة الأولى. بالنظر إلى أي مخطط حالة في إحداثيات P-T أو P-S (إنتروبيا S هي دالة مباشرة لدرجة الحرارة) ، نرى مدى ارتباط درجة الحرارة والضغط ارتباطًا وثيقًا. تتغير نقطة غليان الماء أيضًا مع الضغط. وأي متسلق يدرك جيدًا هذه الخاصية. كل من أدرك مرة واحدة على الأقل في حياته ارتفاعات تزيد عن 2000-3000 متر فوق مستوى سطح البحر يعرف مدى صعوبة التنفس على ارتفاعات عالية. هذا لأنه كلما ارتفعنا ، أصبح الهواء أرق. ينخفض الضغط الجوي إلى ما دون جو واحد (أقل من NO ، أي أقل من "الظروف العادية"). كما تنخفض نقطة غليان الماء. اعتمادًا على الضغط عند كل ارتفاع ، يمكن أن يغلي عند الثمانين وستين درجة مئوية.
قدور الضغط
ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أنه على الرغم من أن الميكروبات الرئيسية تموت عند درجات حرارة تزيد عن الستين درجة مئوية ، إلا أن العديد منها يمكن أن يعيش عند ثمانين درجة أو أكثر. هذا هو السبب في أننا نحقق الماء المغلي ، أي أننا نرفع درجة حرارته إلى 100 درجة مئوية. ومع ذلك ، هناك أجهزة مطبخ مثيرة للاهتمام تتيح لك تقليل الوقت وتسخين السائل إلى درجات حرارة عالية ، دون غليانه وفقدان الكتلة من خلال التبخر. إدراكًا أن درجة غليان الماء يمكن أن تتغير اعتمادًا على الضغط ، قام مهندسون من الولايات المتحدة ، بناءً على نموذج أولي فرنسي ، بتقديم العالم إلى قدر الضغط في عشرينيات القرن الماضي. يعتمد مبدأ عملها على حقيقة أن الغطاء مضغوط بإحكام على الجدران ، دون إمكانية إزالة البخار. يتم زيادة الضغط في الداخل ، ويغلي الماء عند درجات حرارة أعلى. ومع ذلك ، فهذه الأجهزة خطيرة جدًا وغالبًا ما تؤدي إلى انفجارات وحروق خطيرة للمستخدمين.
من الناحية المثالية
دعونا نلقي نظرة على كيف تأتي العملية وتذهب. تخيل سطح تسخين أملس وكبير بشكل لا نهائي ، حيث يكون توزيع الحرارة منتظمًا (يتم توفير نفس القدر من الطاقة الحرارية لكل مليمتر مربع من السطح) ، ويميل معامل خشونة السطح إلى الصفر. في هذه الحالة ، عند ن. ذ. سيبدأ الغليان في طبقة حدية رقائقية في وقت واحد على مساحة السطح بأكملها ويحدث فورًا ، ويتبخر على الفور حجم وحدة السائل بالكامل الموجود على سطحه. هذه ظروف مثالية ، هذا لا يحدث في الحياة الحقيقية.
واقع
لنكتشف ما هي نقطة غليان الماء الأولية. اعتمادًا على الضغط ، فإنه يغير قيمه أيضًا ، لكن النقطة الرئيسية هنا تكمن في هذا. حتى لو أخذنا السلاسة ، في رأينا ، وقمنا بإحضاره تحت المجهر ، فسنرى في العدسة العينية حوافًا غير متساوية وقمم متكررة حادة بارزة فوق السطح الرئيسي. سنفترض أن الحرارة على سطح المقلاة يتم توفيرها بالتساوي ، على الرغم من أن هذا في الواقع ليس بيانًا صحيحًا تمامًا. حتى عندما تكون المقلاة على أكبر موقد ، يتم توزيع تدرج درجة الحرارة بشكل غير متساوٍ على الموقد ، وهناك دائمًا مناطق ارتفاع درجة الحرارة المحلية المسؤولة عن الغليان المبكر للماء. كم درجة في نفس الوقت عند قمم السطح وفي الأراضي المنخفضة؟ ترتفع درجة حرارة قمم السطح مع إمداد الحرارة غير المنقطع بشكل أسرع من الأراضي المنخفضة وما يسمى بالاكتئاب. علاوة على ذلك ، فهي محاطة من جميع الجوانب بمياه ذات درجة حرارة منخفضة ، ومن الأفضل إعطاء الطاقة لجزيئات الماء. الانتشار الحراري للقمم أعلى مرة ونصف إلى مرتين من تلك الموجودة في الأراضي المنخفضة.
درجات الحرارة
لهذا السبب تبلغ درجة غليان الماء الأولية حوالي ثمانين درجة مئوية. عند هذه القيمة ، توفر قمم السطح حرارة كافية لغلي السائل على الفور وتشكيل الفقاعات الأولى المرئية للعين ، والتي تبدأ بخجل في الارتفاع إلى السطح. ما هي درجة غليان الماء عندالضغط الطبيعي - يسأل الكثير. يمكن العثور على إجابة هذا السؤال بسهولة في الجداول. عند الضغط الجوي ، يتشكل غليان مستقر عند 99.9839 درجة مئوية
