Hvilke grader koger vand ved?

Den kogende sandhed: Hvorfor koger vand ved 100 grader – og sommetider ikke?

Vand koger ved 100 grader Celsius. Det er en kendsgerning indprentet i os fra skoletiden. Men som med de fleste naturlove er der nuancer. At vand koger ved 100 grader er ikke en universel sandhed, men derimod en observation under specifikke betingelser. Nøglen ligger i atmosfærisk tryk.

For at forstå, hvorfor vand koger, må vi se på, hvad kogning egentlig er. Kogning er ikke bare en stigning i temperatur, men en faseovergang fra væske til gas. Vandmolekylerne i væsken har en vis kinetisk energi – de bevæger sig. Ved en specifik temperatur, kogepunktet, får tilstrækkeligt mange molekyler tilstrækkelig energi til at overvinde de intermolekylære kræfter, der holder dem sammen i væskefasen. De forlader væskeoverfladen og bliver til damp.

Dette punkt, hvor dampen begynder at dannes inde i væsken, og ikke kun ved overfladen, er kogepunktet. Og det er her atmosfærisk tryk spiller en afgørende rolle.

Atmosfærisk tryk er det pres, som luftmassen over os udøver. Dette tryk modvirker vandmolekylernes tendens til at forlade væskefasen. Under normalt atmosfærisk tryk (ca. 1 atmosfære, eller 1013,25 hPa ved havoverfladen) skal vandmolekylerne opnå en kinetisk energi svarende til 100 grader Celsius for at overvinde både intermolekylære kræfter og atmosfærisk tryk.

Men reducerer man trykket, reducerer man modstanden mod fordampning. I højereliggende områder, hvor atmosfærisk tryk er lavere, koger vand ved lavere temperaturer. På toppen af Mount Everest, hvor trykket er væsentligt lavere, koger vand ved omkring 70 grader Celsius.

Går vi til ekstremerne, kan vi endda få vand til at koge ved stuetemperatur – eller endda under frysepunktet. I et vakuum, hvor der praktisk talt ingen atmosfærisk tryk er, vil vandet koge næsten øjeblikkeligt, uanset om det er varmt eller koldt. Dette er et fascinerende fænomen, der bl.a. observeres på Månen, hvor det ekstreme vakuum betyder, at vand, selv i isform, sublimerer – går direkte fra fast til gasfase – uden at passere den flydende tilstand.

Konklusionen er derfor: Vand koger ved 100 grader Celsius under standardatmosfæriske forhold. Men kogepunktet er en variabel, der er direkte afhængig af omgivelsernes atmosfæriske tryk. Jo lavere tryk, jo lavere kogepunkt. Dette simple princip forklarer, hvorfor vand opfører sig så forskelligt under forskellige betingelser, fra toppen af et bjerg til vakuumet i rummet.