Nước thường sôi ở bao nhiêu độ?

Vũ điệu của phân tử: Khi nước đạt đến 100 độ C

Câu hỏi tưởng chừng đơn giản “Nước sôi ở bao nhiêu độ?” lại ẩn chứa một thế giới phức tạp của các tương tác phân tử, một vũ điệu tinh tế giữa nhiệt năng và áp suất. Câu trả lời ngắn gọn, dễ hiểu là 100 độ C, nhưng thực tế lại không hoàn toàn chỉ có vậy.

Con số 100 độ C, thường được nhắc đến, là nhiệt độ sôi của nước ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn (1 atm). Tại điểm này, một hiện tượng kỳ diệu diễn ra: nước chuyển pha từ thể lỏng sang thể khí – hơi nước. Hãy tưởng tượng hàng triệu, tỷ phân tử nước, trước đó liên kết với nhau bởi lực hút tĩnh điện, bỗng dưng nhận đủ năng lượng để “vượt thoát” khỏi xiềng xích ấy, bay lên không trung trở thành những hạt hơi nước vô hình.

Điều thú vị là, ngay cả khi chúng ta tiếp tục cung cấp nhiệt cho nước đang sôi ở 100 độ C, nhiệt độ của nó sẽ không tăng. Tất cả năng lượng được bổ sung chỉ dùng để duy trì quá trình chuyển pha, “giải phóng” thêm nhiều phân tử nước khỏi thể lỏng. Đây là một minh chứng rõ ràng cho sự ổn định của nhiệt độ sôi ở một áp suất nhất định.

Tuy nhiên, việc nước bắt đầu “sôi sùng sục” ở 100 độ C chỉ là một điểm mốc. Thực tế, quá trình tạo bọt khí – dấu hiệu nhận biết của sự sôi – đã bắt đầu từ trước đó, thường từ khoảng 90 độ C. Những bọt khí nhỏ li ti xuất hiện và nhanh chóng biến mất do áp suất môi trường xung quanh lớn hơn áp suất hơi nước bên trong bọt. Chỉ đến khi nhiệt độ đạt 100 độ C, áp suất hơi nước đủ lớn để thắng áp suất môi trường, các bọt khí mới hình thành và thoát ra liên tục, tạo nên hiện tượng sôi mạnh mẽ mà chúng ta thường thấy.

Vì vậy, 100 độ C không chỉ đơn thuần là một con số. Nó là điểm hội tụ của nhiều yếu tố vật lý, là mốc đánh dấu sự chuyển biến kỳ diệu trong trạng thái của nước, là một hiện tượng thiên nhiên hết sức thú vị và đáng để chúng ta tìm hiểu. Và câu hỏi tưởng chừng đơn giản kia, đã mở ra cho chúng ta một cánh cửa vào thế giới vi mô đầy hấp dẫn của các phân tử nước đang “khiêu vũ” trong nồi nước sôi.