Ինչու՞ է մարդը ջուր խմելուց առաջ սկսել եռացնել: Ճիշտ է, պաշտպանվելու համար բազմաթիվ պաթոգեն բակտերիաներից և վիրուսներից: Այս ավանդույթը միջնադարյան Ռուսաստանի տարածք եկավ նույնիսկ Պետրոս Մեծից առաջ, թեև ենթադրվում է, որ հենց նա է բերել երկիր առաջին սամովարը և ներմուծել երեկոյան թեյ խմելու անշտապ ծեսը: Փաստորեն, մեր ժողովուրդը հին Ռուսաստանում օգտագործում էր մի տեսակ սամովար՝ խոտաբույսերից, հատապտուղներից և արմատներից խմիչքներ պատրաստելու համար: Այստեղ եռացնելը պահանջվում էր հիմնականում օգտակար բույսերի քաղվածքների արդյունահանման, այլ ոչ թե ախտահանման համար։ Իսկապես, այն ժամանակ նույնիսկ հայտնի չէր միկրոտիեզերքի մասին, որտեղ ապրում են այդ բակտերիաներն ու վիրուսները։ Այնուամենայնիվ, եռման շնորհիվ մեր երկիրը շրջանցեց սարսափելի հիվանդությունների համաշխարհային համաճարակները, ինչպիսիք են խոլերան կամ դիֆթերիան:
Ցելսիուսի սանդղակ
Շվեդիայից մեծ օդերևութաբան, երկրաբան և աստղագետ Անդերս Ցելսիուսը սկզբնապես օգտագործում էր 100 աստիճանի արժեքը՝ ցույց տալու համար ջրի սառեցման կետը նորմալ պայմաններում, իսկ ջրի եռման կետը ընդունվեց որպես զրո աստիճան: Եվ դրանից հետոմահը 1744 թվականին, ոչ պակաս հայտնի անձնավորություն, բուսաբան Կառլ Լիննեուսը և Ցելսիուս Մորտեն Շտրոմերի իրավահաջորդը, այս սանդղակը տակնուվրա արեցին հեշտ օգտագործման համար: Սակայն, ըստ այլ աղբյուրների, ինքը՝ Ցելսիուսը, դա արել է իր մահից կարճ ժամանակ առաջ։ Բայց ամեն դեպքում, ընթերցումների կայունությունն ու հասկանալի ավարտականությունն ազդեցին դրա կիրառման լայն կիրառման վրա այն ժամանակվա ամենահեղինակավոր գիտական մասնագիտությունների՝ քիմիկոսների շրջանում։ Եվ, չնայած այն հանգամանքին, որ կշեռքի շրջված նշանը 100 աստիճանի վրա սահմանեց ջրի կայուն եռման կետը, և ոչ թե դրա սառեցման սկիզբը, կշեռքը սկսեց կրել իր հիմնական ստեղծողի՝ Ցելսիուսի անունը։
Մթնոլորտի տակ
Սակայն ամեն ինչ այնքան էլ պարզ չէ, որքան թվում է առաջին հայացքից։ Նայելով ցանկացած վիճակի դիագրամ P-T կամ P-S կոորդինատներում (էնտրոպիան S-ը ջերմաստիճանի ուղղակի ֆունկցիան է), մենք տեսնում ենք, թե որքան սերտորեն կապված են ջերմաստիճանը և ճնշումը: Ջրի եռման կետը նույնպես փոխվում է ճնշման հետ։ Եվ ցանկացած ալպինիստ լավ գիտի այս հատկությունը: Յուրաքանչյուր ոք, ով իր կյանքում գոնե մեկ անգամ ըմբռնել է ծովի մակարդակից 2000-3000 մետր բարձրության վրա գտնվող բարձրությունները, գիտի, թե որքան դժվար է շնչել բարձրության վրա: Դա պայմանավորված է նրանով, որ որքան բարձր ենք գնում, այնքան օդը նոսրանում է: Մթնոլորտային ճնշումը ընկնում է մեկ մթնոլորտից ցածր (N. O.-ից ցածր, այսինքն՝ «նորմալ պայմաններից» ցածր): Ջրի եռման կետը նույնպես նվազում է։ Կախված յուրաքանչյուր բարձրության վրա ճնշումից, այն կարող է եռալ ինչպես ութսուն, այնպես էլ վաթսուն աստիճան Ցելսիուսում:
Ճնշման կաթսաներ
Սակայն պետք է հիշել, որ չնայած հիմնական մանրէները մահանում են վաթսուն աստիճանից բարձր ջերմաստիճանում, շատերը կարող են գոյատևել ութսուն աստիճան կամ ավելի ջերմաստիճանում: Այդ իսկ պատճառով մենք հասնում ենք եռման ջրի, այսինքն՝ նրա ջերմաստիճանը հասցնում ենք 100°C։ Այնուամենայնիվ, կան հետաքրքիր խոհանոցային տեխնիկա, որոնք թույլ են տալիս նվազեցնել ժամանակը և տաքացնել հեղուկը մինչև բարձր ջերմաստիճան՝ առանց այն եռացնելու և գոլորշիացման արդյունքում զանգվածը կորցնելու։ Հասկանալով, որ ջրի եռման կետը կարող է փոխվել կախված ճնշումից, ԱՄՆ-ի ինժեներները, հիմնվելով ֆրանսիական նախատիպի վրա, 1920-ականներին աշխարհին ներկայացրեցին ճնշման կաթսա: Դրա գործողության սկզբունքը հիմնված է այն փաստի վրա, որ կափարիչը սերտորեն սեղմված է պատերին, առանց գոլորշու հեռացման հնարավորության: Ներսում ավելացված ճնշում է ստեղծվում, իսկ ավելի բարձր ջերմաստիճանի դեպքում ջուրը եռում է։ Այնուամենայնիվ, նման սարքերը բավականին վտանգավոր են և հաճախ օգտատերերի պայթյունների և լուրջ այրվածքների պատճառ են դարձել։
Իդեալական
Եկեք նայենք, թե ինչպես է գործընթացը գալիս և անցնում: Պատկերացրեք իդեալական հարթ և անսահման մեծ ջեռուցման մակերես, որտեղ ջերմության բաշխումը միատեսակ է (մակերևույթի յուրաքանչյուր քառակուսի միլիմետրին մատակարարվում է նույն քանակությամբ ջերմային էներգիա), և մակերեսի կոշտության գործակիցը ձգտում է զրոյի: Այս դեպքում ժ. y. Շերտավոր սահմանային շերտում եռալը կսկսվի միաժամանակ ամբողջ մակերեսի վրա և տեղի կունենա ակնթարթորեն՝ անմիջապես գոլորշիացնելով իր մակերեսի վրա գտնվող հեղուկի ամբողջ միավոր ծավալը: Սրանք իդեալական պայմաններ են, իրական կյանքում նման բան չի լինում։
Իրականություն
Եկեք պարզենք, թե որն է ջրի սկզբնական եռման կետը։ Կախված ճնշումից, այն նաև փոխում է իր արժեքները, բայց այստեղ հիմնական կետը սա է։ Եթե անգամ ամենասահունը, մեր կարծիքով, վերցնենք և բերենք մանրադիտակի տակ, ապա նրա ակնաբույժում կտեսնենք անհարթ եզրեր և սուր հաճախակի գագաթներ, որոնք դուրս են ցցված հիմնական մակերեսից վեր: Կաթսայի մակերեսին ջերմությունը, մենք կենթադրենք, մատակարարվում է հավասարաչափ, թեև իրականում դա նույնպես լիովին ճշմարիտ հայտարարություն չէ: Նույնիսկ երբ կաթսան գտնվում է ամենամեծ այրիչի վրա, ջերմաստիճանի գրադիենտը անհավասարաչափ է բաշխվում վառարանի վրա, և միշտ կան տեղական գերտաքացման գոտիներ, որոնք պատասխանատու են ջրի վաղ եռման համար: Քանի՞ աստիճան է միաժամանակ մակերևույթի գագաթներին և նրա ցածրադիր վայրերում: Անխափան ջերմամատակարարմամբ մակերևութային գագաթները ավելի արագ են տաքանում, քան հարթավայրերը և այսպես կոչված իջվածքները: Ավելին, բոլոր կողմերից շրջապատված լինելով ցածր ջերմաստիճան ունեցող ջրով, ավելի լավ է էներգիա տալ ջրի մոլեկուլներին։ Գագաթների ջերմային դիֆուզիոն մեկուկես-երկու անգամ ավելի բարձր է, քան ցածրադիր վայրերում:
Ջերմաստիճան
Այդ իսկ պատճառով ջրի սկզբնական եռման կետը մոտ ութսուն աստիճան Ցելսիուս է: Այս արժեքով մակերևույթի գագաթները բավականաչափ ջերմություն են մատակարարում հեղուկը ակնթարթորեն եռացնելու և աչքի համար տեսանելի առաջին փուչիկները ձևավորելու համար, որոնք երկչոտ սկսում են բարձրանալ մակերես: Որքա՞ն է ջրի եռման կետընորմալ ճնշում - շատերը հարցնում են. Այս հարցի պատասխանը հեշտությամբ կարելի է գտնել աղյուսակներում: Մթնոլորտային ճնշման դեպքում կայուն եռում է հաստատվում 99,9839 °C-ում։
