Γιατί το νερό βράζει γρήγορα σε μεγάλα υψόμετρα;

Τα μόρια του νερού ξεφεύγουν εύκολα από την επιφάνεια όταν η πίεση του αέρα πάνω από αυτά είναι μικρότερη. Δεδομένου ότι αυτή είναι μια φυσική κατάσταση σε περιοχές με μεγάλο υψόμετρο, το σημείο βρασμού του νερού μειώνεται και έτσι επιτυγχάνεται ο βρασμός

Το μαγείρεμα επηρεάζεται σημαντικά από μερικούς παράγοντες που δεν έχουν καμία σχέση με τη συνταγή, τα συστατικά ή τα πράγματα που πρόκειται να μαγειρέψετε. Ένα από αυτά, που τυχαίνει να είναι και επιστημονικό, είναι η επίδραση της τοποθεσίας σας, δηλαδή η γεωγραφική τοποθεσία όπου μαγειρεύετε. Πιο συγκεκριμένα, επηρεάζει ένα πολύ σημαντικό συστατικό του μαγειρέματος:τον τρόπο που βράζει το νερό.

Το θέμα είναι ότι αν βράζετε νερό σε περιοχές με μεγάλο υψόμετρο (όπως ορεινές περιοχές), αυτό βράζει πιο γρήγορα από ό,τι στο επίπεδο του εδάφους.

Όπως αποδεικνύεται, πολλά!

Πώς λειτουργεί το "βράσιμο";

Θα είχατε ήδη μια βασική ιδέα για το πώς συμπεριφέρονται τα συστατικά σωματίδια του νερού (ή οποιασδήποτε ουσίας στην υγρή του φάση) υπό κανονικές συνθήκες:έχουν μικρή ελευθερία να κινούνται και να προσκρούουν το ένα στο άλλο, σε αντίθεση με τα δύο στερεά (όπου αποτελούν τα σωματίδια είναι σφιχτά συσκευασμένα σε κρυσταλλικό πλέγμα) ή αέρια (όπου τα σωματίδια έχουν μεγάλη ελευθερία να κινούνται εύκολα). Αλλά. όταν ξεκινάτε να θερμαίνετε ένα υγρό (ας πούμε, νερό), τα πράγματα αρχίζουν να αλλάζουν.

Credit:Roman Sigaev/Fotolia

Τα συστατικά σωματίδια παίρνουν τώρα ενέργεια (από τη θερμότητα) για να απελευθερωθούν από τις διαμοριακές δυνάμεις που τα συγκρατούν σε ένα μέρος. Αυτό συνεχίζεται έως ότου τροφοδοτηθεί θερμότητα στο νερό, και μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, επιτυγχάνεται ένα σημείο όπου η θερμοκρασία του νερού παύει να αυξάνεται περαιτέρω και αρχίζει να μετατρέπεται σε αέριο (υδροατμός). Στην καθημερινή ζωή, έχουμε ένα όνομα για αυτό το σημείο:σημείο βρασμού.

Αναζητήστε οποιονδήποτε ορισμό του «σημείου βρασμού» στα βιβλία ή στο Διαδίκτυο και παρατηρήστε ότι εκτός από το ότι «είναι το σημείο που ένα υγρό αλλάζει την κατάστασή του σε αέριο», μαζί με μια αναφορά «σταθερής πίεσης», δηλαδή το σημείο όπου το υγρό γίνεται αέριο σε μια δεδομένη πίεση. Αυτό συνεχίζει να δείχνει ότι η πίεση έχει όντως επίδραση στο σημείο βρασμού ενός υγρού.

Πίεση ατμών

Ένα υγρό σε ένα κλειστό δοχείο δέχεται μια ορισμένη ποσότητα πίεσης από τον δικό του ατμό (που υπάρχει στον κενό χώρο ακριβώς πάνω από το υγρό και κάτω από το καπάκι του δοχείου). Αυτή η πίεση είναι γνωστή ως πίεση ατμών.

Με πιο τεχνικούς όρους, θα μπορούσαμε να πούμε ότι η τάση ατμών είναι η πίεση που ασκείται από τους ατμούς που βρίσκονται σε μια θερμοδυναμική ισορροπία με τις συμπυκνωμένες φάσεις του. Ο όρος «θερμοδυναμική ισορροπία» σημαίνει ότι το υγρό έχει πλέον φτάσει σε ένα σημείο όπου ο ρυθμός εξάτμισης και συμπύκνωσης του υγρού έχει γίνει σταθερός. Τώρα, όταν μιλάμε για σημείο βρασμού όσον αφορά την τάση ατμών, το πρώτο θα μπορούσε να οριστεί ως το σημείο όπου η τάση ατμών γίνεται ίδια με την ατμοσφαιρική πίεση, δηλαδή η πίεση του αέρα που πιέζει προς τα κάτω το υγρό από πάνω.

Πώς επηρεάζει το υψόμετρο το σημείο βρασμού του νερού;

Βλέπετε, η πίεση του αέρα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το υψόμετρο στο οποίο βρίσκεστε. Στις ορεινές περιοχές, η ατμοσφαιρική πίεση είναι λίγο χαμηλότερη από αυτή που είναι στο επίπεδο της θάλασσας. Αυτό είναι που κάνει τις επιχειρήσεις διάσωσης σε κορυφές όπως το Έβερεστ αρκετά δύσκολες σε βαθμό που να είναι επικίνδυνες. Αν και μπορεί να μην είναι τόσο καλό για ιπτάμενα ελικόπτερα, είναι σίγουρα επιθυμητό για βραστό νερό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όταν η ατμοσφαιρική πίεση είναι μικρότερη, το υγρό υφίσταται λιγότερη δύναμη προς τα κάτω που το πιέζει από πάνω, και ως εκ τούτου τα μόρια του νερού είναι πολύ πιο εύκολο να τρέξουν και στη συνέχεια απλώς να ξεφύγουν από την επιφάνεια για να μετατραπούν σε αέριο.

Για να το θέσουμε σε μια προοπτική, σκεφτείτε το εξής:ας υποθέσουμε ότι μεταφέρετε ένα βαρύ δοχείο γεμάτο με νερό μέχρι το χείλος. Είναι αυτονόητο ότι θα προτιμούσατε να περπατάτε αντί να τρέχετε σε μια τέτοια κατάσταση, γιατί το βάρος του δοχείου σας πιέζει προς τα κάτω και κάνει τη ζωή σας μίζερη. Αλλά μόλις αφαιρέσετε λίγο νερό από αυτό, γίνεται πιο ελαφρύ και τώρα μπορείτε να κάνετε τζόκινγκ. Λίγο περισσότερο νερό από το κουτί και θα μπορούσατε ακόμη και να τρέξετε μεταφέροντάς το, γιατί ουσιαστικά δεν υπάρχει πίεση στο κεφάλι σας.

Καθώς η ποσότητα του νερού στο δοχείο μειώνεται, η ευκολία κίνησης του φορέα αυξάνεται. Το ίδιο συμβαίνει και σε περίπτωση βρασμού σε μεγάλα υψόμετρα.

Ομοίως, τα μόρια του νερού διαφεύγουν εύκολα από την επιφάνεια όταν η πίεση του αέρα πάνω από αυτά είναι μικρότερη. Δεδομένου ότι αυτή είναι μια φυσική κατάσταση σε περιοχές με μεγάλο υψόμετρο, το σημείο βρασμού του νερού μειώνεται και έτσι επιτυγχάνει τη θερμοκρασία βρασμού πιο γρήγορα από ό,τι στο επίπεδο του εδάφους με την ίδια θερμότητα. Με απλά λόγια, βράζει πιο γρήγορα.

Την επόμενη φορά που θα φτιάξετε τσάι στην κορυφή ενός βουνού, αυτές οι μικρές πληροφορίες θα μπορούσαν να σας εξοικονομήσουν πολύ λάδι.