Адам неліктен суды ішер алдында қайнатып бастады? Өзіңізді көптеген патогендік бактериялар мен вирустардан қорғау үшін дұрыс. Бұл дәстүр ортағасырлық Ресей аумағына Ұлы Петрге дейін де келді, дегенмен елге бірінші самауырды әкелген және кешкі шайды асықпай ішу дәстүрін енгізген ол деп саналады. Негізінде халқымыз самауырдың бір түрін ежелгі Ресейде шөптерден, жидектерден, тамырлардан сусын жасау үшін пайдаланған. Бұл жерде дезинфекциялау үшін емес, негізінен пайдалы өсімдік сығындыларын алу үшін қайнату қажет болды. Шынында да, ол кезде бұл бактериялар мен вирустар өмір сүретін микрокосмос туралы тіпті белгісіз. Дегенмен, қайнаудың арқасында еліміз тырысқақ немесе дифтерия сияқты қорқынышты аурулардың жаһандық пандемиясынан айналып өтті.
Цельсий шкаласы
Швециядан келген ұлы метеоролог, геолог және астроном Андерс Цельсий бастапқыда қалыпты жағдайда судың қату температурасын көрсету үшін 100 градус мәнін пайдаланды, ал судың қайнау температурасы нөл градус ретінде қабылданды. Және одан кейін1744 жылы қайтыс болғаннан кейін, кем емес атақты адам, ботаник Карл Линней және Цельсийдің мұрагері Мортен Штремер пайдалану ыңғайлылығы үшін бұл шкаланы төңкеріп тастады. Алайда, басқа дереккөздерге сәйкес, Цельсийдің өзі мұны өлімінен аз уақыт бұрын жасаған. Бірақ қалай болғанда да, оқулардың тұрақтылығы мен түсінікті бітіру оны сол кездегі ең беделді ғылыми кәсіптер - химиктердің арасында кеңінен қолдануға әсер етті. Ал, 100 градустағы шкаланың төңкерілген белгісі судың қатуының басы емес, тұрақты қайнау нүктесін белгілегеніне қарамастан, шкала өзінің негізгі жасаушысы Цельсий атын бере бастады.
Атмосферадан төмен
Алайда бәрі бір қарағанда қарапайым болып көрінетіндей оңай емес. P-T немесе P-S координаттарындағы кез келген күй диаграммасына қарап (энтропия S – температураның тікелей функциясы), біз температура мен қысымның қаншалықты тығыз байланысты екенін көреміз. Судың қайнау температурасы да қысыммен өзгереді. Ал бұл қасиетін кез келген альпинист жақсы біледі. Өмірінде бір рет болса да теңіз деңгейінен 2000-3000 метрден асатын биіктіктерді түсінген әрбір адам биіктікте тыныс алудың қаншалықты қиын екенін біледі. Себебі, биікке көтерілген сайын ауа жұқарады. Атмосфералық қысым бір атмосферадан төмен түседі (Н. О. төмен, яғни «қалыпты жағдайдан» төмен). Судың қайнау температурасы да төмендейді. Әрбір биіктіктегі қысымға байланысты ол сексен және алпыс градус Цельсийде қайнауы мүмкін.
Қысымды пештер
Алайда, негізгі микробтар Цельсий бойынша алпыс градустан жоғары температурада өлгенімен, көпшілігі сексен градус немесе одан да көп температурада өмір сүре алатынын есте ұстаған жөн. Сондықтан біз қайнаған суға қол жеткіземіз, яғни оның температурасын 100 ° C дейін жеткіземіз. Дегенмен, уақытты қысқартуға және сұйықтықты қайнатпай және булану арқылы массасын жоғалтпай, жоғары температураға дейін қыздыруға мүмкіндік беретін қызықты ас үй құрылғылары бар. Судың қайнау температурасы қысымға байланысты өзгеретінін түсінген Америка Құрама Штаттарының инженерлері француз прототипіне сүйене отырып, 1920 жылдары әлемді қысымды пешпен таныстырды. Оның жұмыс істеу принципі қақпақтың бу шығару мүмкіндігінсіз қабырғаларға тығыз басылғандығына негізделген. Ішінде жоғары қысым пайда болады, ал су жоғары температурада қайнайды. Дегенмен, мұндай құрылғылар өте қауіпті және жиі жарылыстарға және пайдаланушылардың ауыр күйіктеріне әкеліп соқтырады.
Ең дұрысы
Процесс қалай келетінін және қалай өтетінін көрейік. Идеал тегіс және шексіз үлкен қыздыру бетін елестетіңіз, онда жылудың таралуы біркелкі (беттің әрбір шаршы миллиметріне бірдей жылу энергиясы беріледі), ал беттің кедір-бұдырлық коэффициенті нөлге ұмтылады. Бұл жағдайда, n. ж. ламинарлы шекаралық қабатта қайнау бір уақытта бүкіл беттік ауданда басталып, оның бетінде орналасқан сұйықтықтың барлық бірлік көлемін бірден буландыра отырып, бірден пайда болады. Бұл идеалды жағдайлар, шынайы өмірде бұл болмайды.
Шындық
Судың бастапқы қайнау температурасы қандай екенін білейік. Қысымға байланысты ол да өз мәндерін өзгертеді, бірақ мұндағы басты мәселе осында. Біздің ойымызша, ең тегісін алсақ та, оны микроскоптың астына апарсақ та, оның окулярында негізгі бетінің үстінен шығып тұрған тегіс емес жиектер мен өткір жиі шыңдарды көреміз. Табаның бетіне жылу біркелкі беріледі деп есептейміз, бірақ шын мәнінде бұл да мүлдем дұрыс мәлімдеме емес. Табаға ең үлкен оттықта болған кезде де, температура градиенті пеште біркелкі емес таралады және әрқашан судың ерте қайнауына жауапты жергілікті қызып кету аймақтары бар. Жер бетінің шыңдары мен оның ойпатында бір мезгілде неше градус болады? Үздіксіз жылумен қамтамасыз етілген жер үсті шыңдары ойпаттар мен ойпаңдар деп аталатын жерлерге қарағанда тезірек қызады. Сонымен қатар, барлық жағынан төмен температуралы сумен қоршалған олар су молекулаларына жақсы энергия береді. Шыңдардың жылу диффузиясы ойпаттағыдан бір жарым-екі есе жоғары.
Температуралар
Сондықтан судың бастапқы қайнау температурасы Цельсий бойынша сексен градус шамасында болады. Бұл мәнде беткі шыңдар сұйықтықты лезде қайнату үшін жеткілікті жылу береді және көзге көрінетін алғашқы көпіршіктерді құрайды, олар үреймен бетіне көтеріле бастайды. Судың қайнау температурасы қандайқалыпты қысым - көп сұрайды. Бұл сұрақтың жауабын кестелерден оңай табуға болады. Атмосфералық қысымда тұрақты қайнау 99,9839 °C температурада орнатылады.
