تأثیر فشار هوا بر نقطه جوش آب

می دانیم که با کم یا زیاد شدن فشار هوا، نقطه جوش آب نیز تغییر می کند. با تکیه بر این اصل فیزیک می توانید در این آزمایش، آب را با یک تکه یخ بجوشانید.
 ۱۴۰۲/۵/۱۵ | ۱۸:۲۸  زمان مطالعه 2 دقیقه
تأثیر فشار هوا بر نقطه جوش آب


فشار هوا یکی از عوامل مهم در فرایند جوش آوردن آب است. اثر فشار هوا بر فرایند جوش آوردن آب با نام "نقطه جوش" مرتبط است. نقطه جوش آب به دمای خاصی اشاره دارد که آب در آن دما تبدیل به بخار می‌شود. این دما به نقطه جوش یا boiling point معروف است. در فشار هوای معمولی (1 اتمسفر)، نقطه جوش آب برابر با 100 درجه سلسیوس است. اما اگر فشار هوا کاهش یابد، نقطه جوش نیز کاهش می‌یابد و در فشار های پایین‌تر، آب در دمای کمتری به نقطه جوش می‌رسد. ما در سری مقاله های دانستنی های مجله جت، این تأثیر را با یک آزمایش هیجان انگیز به شما نشان می دهیم.

اثر فشار هوای کم روی جوشیدن آب

در ارتفاع بالاتر از سطح زمین، فشار هوا کاهش می‌یابد و این باعث کاهش نقطه جوش آب می‌شود. به‌عبارت‌دیگر، آب در ارتفاعات بالاتر، با دمای کمتری می‌جوشد. این امر می‌تواند در فرآیندهای پخت‌وپز در ارتفاعات بالاتر تأثیرگذار باشد؛ زیرا زمان پخت غذاها بسته به نقطه جوش آب تغییر می‌کند و نیازمند برنامه‌ریزی صحیح است.
بیایید این تأثیرات را با انجام یک آزمایش بررسی کنیم:

جوشاندن آب با کمک یخ

ما در این آزمایش آب داخل شیشه مربا را با کمک یک یخ به نقطه جوش می‌رسانیم.

مواد و وسایل لازم:

  •  یک شیشه مربا که درب آن محکم بسته شود.
  •  یک قابلمه فلزی
  • مایکروفر یا گرم‌کن غذا

جوشاندن آب با یخ با کمک مایکروفر یا گرم‌کن غذا

  1.  شیشه خالی را تا نیمه آب کنید.
  2.  شیشه را در مایکروفر بگذارید و آن را گرم‌کنید (بسته به نوع و ضخامت و دمای آب داخل شیشه مدت‌زمان لازم برای نگه‌داشتن شیشه تا زمان جوش آب متفاوت است). وقتی آب در شیشه مربا شروع به جوشیدن کرد، بگذارید یک دقیقه دیگر بجوشد
  3. بلافاصله شیشه را از مایکروفر خارج کرده و درب آن را محکم ببندید. (شیشه را از مایکروفر بااحتیاط بیرون بیاورید و بعد از قرار دادن شیشه روی میز، درب آن را ببندید 4- به‌محض آنکه آب درون شیشه از جوش افتاد، یک قطعه یخ روی درب شیشه قرار دهید.
  4.  یخ را بردارید و درب شیشه را خشک کنید!
  5. آب از جوش می‌افتد. اگر دوباره یخ را روی درب شیشه بگذارید، مجدداً شروع به جوشیدن می‌کند. برداشتن مجدد یخ موجب توقف جوشیدن آب می‌شود. می‌توانید این فرایند را تا وقتی‌که آب مقدار زیادی حرارت را از دست بدهد ادامه دهید.
  6.  درب شیشه را برندارید.

نتیجه: آب در شیشه مجدداً شروع به جوشیدن می‌کند.

چطور با یک تکه یخ و کم کردن فشار هوا، آب را می جوشانیم

جوشاندن آب با یخ با کمک قابلمه

این بار آزمایش را با استفاده از قابلمه انجام دهید، برای این کار:

  1. قابلمه را تا نیمه آب کنید و روی اجاق‌گاز قرار دهید. شیشه محتوی آب را در قابلمه بگذارید. سپس گاز را روشن کرده و صبر کنید تا آب داخل قابلمه به جوش بیاید. این فرایند را تا دو دقیقه ادامه دهید و سپس شیشه مربا را از قابلمه خارج کنید.
  2. روی درب شیشه یک قطعه یخ قرار دهید. مشاهده می‌کنید که دوباره فرایند جوشیدن آب در شیشه مربا تکرار می‌شود.
  3. این کار را می‌توانید چندین بار تکرار کنید. به‌شرط آنکه درب شیشه مربا را باز نکنید.

چرا آب داخل شیشه با یخ شروع به جوشیدن می‌کند؟

آزمایش جوشاندن آب با استفاده از یخ نتیجه‌ تفاوت در میزان فشار داخل و بیرون شیشه مربا و همچنین تأثیر تغییرات دما روی فشار بخار آب است. هنگامی‌که آب در شیشه مربا جوش می‌آید و دما افزایش پیدا می‌کند، فشار بخار آب نیز افزایش می‌یابد. اما زمانی که درب شیشه مربا بسته است با قرار دادن یخ روی درب شیشه فشار بخار آب کاهش می‌یابد درنتیجه مولکول‌های آب می‌توانند به جنبش خود ادامه داده و آب مجدداً به دمای جوش برسد.
با توجه به این کاهش فشار، آب داخل شیشه مجدداً جوش می‌آید و بخار آب تلاش می‌کند از شیشه خارج شود. اما وقتی دوباره درب را بسته و یخ را روی آن قرار می‌دهید، فشار داخل شیشه مجدداً افزایش می‌یابد و فرایند جوشاندن آب توقف می‌شود.
این آزمایش نشان می‌دهد که تغییرات دما و فشار، نقش مهمی در فرایند جوش آب دارند و باز و بسته کردن درب شیشه و قرار دادن یخ روی آن می‌تواند جریان جوش آب را کنترل کند.

نتیجه گیری
فشار هوا تأثیر بزرگی بر نقطه جوش آب دارد و با کاهش فشار هوا، نقطه جوش نیز کاهش می‌یابد. این پدیده در فرآیندهای پخت‌وپز و جوش آوردن آب موردتوجه قرار می‌گیرد و در برنامه‌ریزی فرآیندهای مرتبط با آشپزی و موارد صنعتی که به جوش آوردن آب مرتبط هستند، حائز اهمیت است.

 

نویسنده : صفورا شویکلو

عاشق تحلیل، خواندن، نوشتن و یادگرفتن

  نظرات کاربران (0 نظر)
شما هم می توانید در مورد این مطلب نظر دهید نظر خود را بنویسید