Keemine on aine koondoleku muutmise protsess. Kui me räägime veest, peame silmas vedeliku muutumist auruks. Oluline on märkida, et keetmine ei ole aurustamine, mis võib toimuda isegi toatemperatuuril. Samuti ärge ajage segamini keetmist, mis on vee soojendamise protsess teatud temperatuurini. Nüüd, kui oleme mõistetest aru saanud, saame määrata, millisel temperatuuril vesi keeb.
Protsess
Agregatsiooni oleku vedelast gaasiliseks muutmise protsess on keeruline. Ja kuigi inimesed seda ei näe, on 4 etappi:
- Esimeses etapis tekivad kuumutatud anuma põhja väikesed mullid. Neid võib näha ka külgedel või veepinnal. Need tekivad õhumullide paisumise tõttu,mida leidub alati anuma pragudes, kus vesi soojendatakse.
- Teisel etapil mullide maht suureneb. Kõik nad hakkavad pinnale tormama, kuna nende sees on küllastunud aur, mis on veest kergem. Kuumutustemperatuuri tõusuga mullide rõhk tõuseb ja need surutakse pinnale tuntud Archimedese jõu toimel. Iseloomulikku mullitavat heli on kuulda, kui mullid pidev alt laienevad ja kahanevad.
- Kolmandas etapis on pinnal näha suur hulk mulle. See tekitab esialgu vees hägusust. Seda protsessi nimetatakse rahvapäraselt "valge võtme keetmiseks" ja see kestab lühikest aega.
- Neljandal etapil keeb vesi intensiivselt, pinnale ilmuvad suured lõhkevad mullid, pritsimine on võimalik. Enamasti tähendavad pritsmed seda, et vedelik on saavutanud maksimaalse temperatuuri. Veest hakkab aur välja tulema.
On teada, et vesi keeb temperatuuril 100 kraadi, mis on võimalik alles neljandal etapil.
Auru temperatuur
Aur on üks vee olekutest. Kui see siseneb õhku, avaldab see sarnaselt teistele gaasidele teatud survet. Aurustumise ajal püsib auru ja vee temperatuur konstantsena, kuni kogu vedelik muudab oma agregatsiooni olekut. Seda nähtust saab seletada asjaoluga, et keetmisel kulub kogu energia vee auruks muutmisele.
Keemise alguses niiskeküllastunud aur, mis pärast kogu vedeliku aurustumist muutub kuivaks. Kui selle temperatuur hakkab ületama vee temperatuuri, on selline aur ülekuumenenud ja oma omaduste poolest on see gaasile lähemal.
Keev soolane vesi
Huvitav on teada, millisel temperatuuril keeb kõrge soolasisaldusega vesi. Teadaolev alt peaks see olema suurem Na+ ja Cl- ioonide sisalduse tõttu koostises, mis hõivavad veemolekulide vahelise ala. See soolaga vee keemiline koostis erineb tavalisest värskest vedelikust.
Fakt on see, et soolases vees toimub hüdratatsioonireaktsioon – veemolekulide sidumise protsess soolaioonidega. Side magevee molekulide vahel on nõrgem kui hüdratatsiooni käigus tekkivate molekulide vahel, mistõttu vedeliku keetmine lahustunud soolaga võtab kauem aega. Temperatuuri tõustes liiguvad soola sisaldava vee molekulid kiiremini, kuid neid on vähem, mistõttu nende vahel esineb kokkupõrkeid harvemini. Selle tulemusena tekib vähem auru ja selle rõhk on seetõttu madalam kui magevee aurupea. Seetõttu on täielikuks aurustumiseks vaja rohkem energiat (temperatuuri). Keskmiselt on ühe liitri 60 grammi soola sisaldava vee keetmiseks vaja tõsta vee keemistemperatuuri 10% (st 10 C võrra).
Keemise sõltuvus rõhust
On teada, et mägedes, olenemata vee keemilisest koostisest, on keemistemperatuur madalam. See on tingitud asjaolust, et atmosfäärirõhk kõrguselallpool. Normaalrõhuks loetakse 101,325 kPa. Sellega on vee keemistemperatuur 100 kraadi Celsiuse järgi. Kui aga ronida mäkke, kus rõhk on keskmiselt 40 kPa, siis seal keeb vesi 75,88 C. See aga ei tähenda, et mägedes küpsetamine võtaks peaaegu poole vähem aega. Toodete kuumtöötlemiseks on vaja teatud temperatuuri.
Arvatakse, et 500 meetri kõrgusel merepinnast hakkab vesi keema 98,3 C juures ja 3000 meetri kõrgusel on keemistemperatuur 90 C.
Pange tähele, et see seadus toimib ka vastupidises suunas. Kui vedelik asetada suletud kolbi, millest aur läbi ei pääse, siis temperatuuri tõustes ja auru moodustumisel selles kolvis rõhk tõuseb ja kõrgendatud rõhul keemine toimub kõrgemal temperatuuril. Näiteks rõhul 490,3 kPa on vee keemistemperatuur 151 C.
Keev destilleeritud vesi
Destilleeritud vesi on puhastatud vesi ilma lisanditeta. Seda kasutatakse sageli meditsiinilistel või tehnilistel eesmärkidel. Arvestades, et sellises vees ei ole lisandeid, ei kasutata seda toiduvalmistamiseks. Huvitav on märkida, et destilleeritud vesi keeb kiiremini kui tavaline mage vesi, kuid keemistemperatuur jääb samaks - 100 kraadi. Keemisaja erinevus on aga minimaalne – vaid sekundi murdosa.
Teekannus
Tihti inimesed imestavadmillisel temperatuuril vesi keedukannis keeb, kuna just neid seadmeid kasutatakse vedeliku keetmiseks. Võttes arvesse asjaolu, et korteri õhurõhk on võrdne tavalisega ning kasutatav vesi ei sisalda sooli ja muid lisandeid, mida seal olla ei tohiks, on ka keemistemperatuur standardne - 100 kraadi. Aga kui vesi sisaldab soola, siis nagu me juba teame, on keemistemperatuur kõrgem.
Järeldus
Nüüd teate, millisel temperatuuril vesi keeb ning kuidas atmosfäärirõhk ja vedeliku koostis seda protsessi mõjutavad. Selles pole midagi keerulist ja lapsed saavad sellist teavet koolis. Peamine asi, mida meeles pidada, on see, et rõhu langedes langeb ka vedeliku keemistemperatuur ja kui see tõuseb, siis see ka tõuseb.
Internetist leiate palju erinevaid tabeleid, mis näitavad vedeliku keemistemperatuuri sõltuvust atmosfäärirõhust. Need on kõigile kättesaadavad ning neid kasutavad aktiivselt kooliõpilased, üliõpilased ja isegi instituutide õpetajad.
