تاثير فشار هوا و جوش آب
به همین نحو، افزایش ناخالصی باعث افزایش نقطه جوش آب می شود. به عنوان مثال افزایش نمك در آب باعث افزایش نقطه جوش آن می شود و بدین ترتیب می توانید نقطه جوش آب را به بالای 100C افزایش دهید.
چند پرسش:
1- چرا كوهنوردان برای آب پز كردن تخم مرغ در ارتفاعات دچار مشكل میشوند؟ چه راه حلی برای آنها پیشنهاد می كنید؟
پاسخ:
در ارتفاعات، آب در دمایی پایینتر از 100C به جوش می آید. در حالی كه برای آب پز شدن تخم مرغ نیاز به دمایی در حدود 100C است. به طور مثال فرض كنید، دمای جوش آب در قله ای 50C باشد و شما قصد پختن تخم مرغی را در آنجا دارید. هر چقدر شما به ظرف حاوی تخم مرغ گرما بدهید، چون تخم مرغ در آب جوش با دمای 50C قرار دارد بنابر این با افزایش زمان، دمایش بالاتر از 50C نمیرود، به این ترتیب با این دما تخم مرغ شما آب پز نمیشود. (به عنوان مثال، شما می دانید كه هوای بعضی از شهرهای ایران در فصل تابستان به 50C میرسد، این در حالی است كه اگر تخم مرغی را روزها در این دما قرار دهید، نخواهد پخت.)
برای حل این مشكل میتوان نمك به آب اضافه كرد، نمك باعث میشود نقطه جوش آب بالا برود.
2- آیا مزه چایی كه در ارتفاعات دم می كنید با مزه چایی كه در خانه دم می كنید یكی است؟ (در صورتی كه در هر دو مورد از آب یكسان استفاده نمایید.)
پاسخ:
خیر، چون چایی در خانه تقریباً با آب جوشی که دمای آن 100C است دم میشود در حالی كه در ارتفاعات با آب جوشی كه دمای آن خیلی كمتر از 100Cرسیده باشد هم می شود چایی دم کرد. شما میدانید كه ما در منزل منتظر میمانیم تا بعد از به جوش آمدن آب، چایی را دم كنیم اگر به طور مثال با آب 60C هم میشد چایی دم كرد دیگر وقت خود را صرف انتظار برای جوشیدن آب نمیكردیم.
3- چرا غذا در دیگ زودپز راحت تر پخته میشود؟
پاسخ:
چون در دیگ زودپز بخار آب محبوس میشود و راه خروج كافی ندارد، بنابراین فشار هوا داخل دیگ افزایش می یابد و می دانیم افزایش فشار، افزایش نقطه جوش را به مراه خواهد داشت. بنابراین غذا در دمایی بالاتر از 100C قرار می گیرد و در نتیجه راحت تر پخته می شود.
4- در ارتفاعات و بالای كوه ها آب در دمایی بالاتر از 100C می جوشد یا پایین تر؟ چرا؟
پاسخ:
در دمایی پایینتر از 100C میجوشد. چون در ارتفاعات فشار هوا كمتر از یك اتمسفر است و كاهش فشار نقطه جوش را پایین میآورد.
د آیا افزایش فشار نقطه ذوب را تغییر میدهد؟
محفظه بسته شیشهای که در تصویر ذیل مشاهده می نمایید، حاوی مقدار كمی آب است. این مجموعه داخل ظرف یونولیتی قرار دارد. اگر داخل ظرف اكسیژن مایع ریخته شود (یعنی هوای بسیار بسیار سرد) و بر اثر آن فشار هوای داخل محفظه به شدت كم شود آنگاه چه اتفاقی برای آب داخل محفظه روی میدهد؟
اگر مطالب و آزمایشهای بالا را (كه به راحتی میتوان تجربه كرد) انجام دهید، متوجّه میشوید كه تغییر فشار هوا (تغییر ارتفاع) و كم و زیاد كردن ناخالصی در مواد، روی نقطه ذوب و انجماد آن ها تأثیر میگذارد، به طوری كه افزایش فشار باعث افزایش نقطه ذوب و بالعكس، كاهش فشار باعث كاهش نقطه ذوب اجسام میگردد. به عنوان مثال نقطه ذوب طلا در فشار یك اتمسفر برابر 1067c است كه در شهرهای بالاتر از سطح دریا به خاطر كاهش فشار هوا نقطه ذوب طلا كاهش مییابد. یعنی در دمایی پایینتر از 1067c، طلا ذوب میشود.
تذکر:
البته یخ و چند مورد دیگر استثناء هستند. یخ خالص در فشار یك اتمسفر در دمای 0C ذوب میشود و با افزایش فشار نقطه ذوب آن پایین میآید ( یعنی پایینتر از 0C) و با كاهش فشار نقطه ذوب آن افزایش مییابد (یعنی بالای 0C). به طور مثال در ارتفاعات كه فشار كم است میتوانید یخ هایی با دمای بالای 0C بیابید.
وجود ناخالصی در آب باعث تغییر نقطه ذوب آب میشود به طوری كه با افزایش ناخالصی، نقطه ذوب كاهش مییابد. به عنوان مثال با افزودن نمك در آب میتوان نقطه انجماد آن را به رساند.