מה קורה לטמפרטורה רותחת ככל שהלחץ יורד?

תוֹכֶן

• TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
• לחץ אדים
• רעידות טובות (מולקולריות)
• אדים ולחץ אטמוספרי
• פעולה רותחת וירידה בלחץ

עם ירידת לחץ האוויר הסביבתי, הטמפרטורה הנדרשת להרתיחת נוזלים יורדת. לדוגמה, לוקח יותר זמן להכין אוכלים מסוימים בגבהים מכיוון שמים רותחים בטמפרטורות נמוכות יותר; המים מחזיקים פחות חום ולכן בישול נכון דורש יותר זמן. הקשר בין לחץ וטמפרטורה מוסבר על ידי מאפיין שנקרא לחץ אדי, מדד לאופן בו מולקולות מתאדות בקלות מנוזל.

TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)

ככל שעולה טמפרטורת הסביבה, כך גם הטמפרטורות הרותחות עולות. זה בגלל שטמפרטורת הסביבה מוגברת מקשה על אדי להימלט מהנוזל, ונדרשת אנרגיה רבה יותר להרתיחה.

לחץ אדים

לחץ האדים של חומר הוא לחץ האדים המופעלים על מיכל של החומר בטמפרטורה מסוימת; זה נכון גם לנוזלים וגם למוצקים. לדוגמה, אתה ממלא חצי מיכל במים, שואב את האוויר ואוטם את המיכל. המים מתאדים לריק, ומייצרים אדים המפעילים לחץ. בטמפרטורת החדר, לחץ האדים הוא 0,03 אטמוספרות או 0.441 פאונד לאינץ '. כאשר הטמפרטורה עולה, גם הלחץ עולה.

רעידות טובות (מולקולריות)

בכל טמפרטורה שמעל אפס קלווין, המולקולות בחומר רוטטות לכיוונים אקראיים. מולקולות רוטטות מהר יותר עם עליית הטמפרטורה. המולקולות לא כולן רוטטות באותה המהירות; חלקם נעים באטיות ואילו אחרים מהירים מאוד. אם המולקולות המהירות ביותר ימצאו את דרכן לפני השטח של חפץ, יתכן ויהיה להם מספיק אנרגיה כדי לברוח לחלל שמסביב; המולקולות הללו מתאדות מהחומר. עם עליית הטמפרטורה, למולקולות רבות יותר יש אנרגיה להתאדות מהחומר, ומעלה את לחץ האדים למעלה.

אדים ולחץ אטמוספרי

אם ואקום מקיף חומר, מולקולות שיוצאות מהשטח אינן עומדות בעמידות ומייצרות אדים.עם זאת, כאשר החומר מוקף באוויר, לחץ האדים שלו צריך לחרוג מהלחץ האטמוספרי על מנת שהמולקולות יתאדו. אם לחץ האדים נמוך מהלחץ האטמוספרי, מולקולות שיוצאות נאלצות לחזור לחומר על ידי התנגשויות במולקולות אוויר.

פעולה רותחת וירידה בלחץ

נוזל רותח כאשר המולקולות האנרגטיות ביותר שלו יוצרות בועות אדי. עם זאת, תחת לחץ אוויר גבוה מספיק נוזל מתחמם אך אינו מרתיח ולא מתאדה. עם ירידת לחץ האוויר הסביבתי, מולקולות המתאדות מנוזל רותח פוגשות פחות התנגדות ממולקולות אוויר ונכנסות לאוויר ביתר קלות. מכיוון שניתן להוריד את לחץ האדים, מופחת גם הטמפרטורה הדרושה להרתיחת הנוזל.