น้ำเดือดที่อุณหภูมิ 100 เซลเซียส เป็นน้ำที่มีความดันเท่าไร

ความลับของน้ำเดือด: อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส กับความดันที่ซ่อนอยู่

เราคุ้นเคยกับความรู้พื้นฐานที่ว่าน้ำเดือดที่ 100 องศาเซลเซียส แต่ความจริงแล้ว อุณหภูมิการเดือดของน้ำไม่ได้เป็นค่าคงที่เสมอไป มันขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่ง นั่นคือ ความดัน คำถามที่น่าสนใจคือ น้ำเดือดที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส มีความดันเท่าใดกันแน่?

คำตอบสั้นๆ คือ ที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส ภายใต้ ความดันบรรยากาศมาตรฐาน 1 บรรยากาศ (หรือประมาณ 101.325 kPa) น้ำจะเดือด ในสถานการณ์นี้ ความดันไอของน้ำ (แรงดันที่ไอน้ำออกแรงกระทำต่อพื้นผิว) จะเท่ากับความดันบรรยากาศ ทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นไออย่างรวดเร็ว เราจึงเห็นฟองอากาศลอยขึ้นมาอย่างต่อเนื่อง

แต่หากเราเปลี่ยนแปลงความดัน ทุกอย่างจะเปลี่ยนไป ลองนึกภาพสถานการณ์ต่อไปนี้:

• ความดันสูงกว่า 1 บรรยากาศ: เช่น บนภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่น หรือในหม้อหุงแรงดัน ที่ความดันสูงกว่านี้ น้ำจะต้องได้รับพลังงานความร้อนมากกว่าจึงจะสามารถเอาชนะความดันภายนอกและเปลี่ยนสถานะเป็นไอได้ ผลคือ น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิ สูงกว่า 100 องศาเซลเซียส นี่คือหลักการทำงานของหม้อหุงแรงดัน ที่ช่วยให้อาหารสุกเร็วขึ้นด้วยอุณหภูมิที่สูงกว่าปกติ

• ความดันต่ำกว่า 1 บรรยากาศ: เช่น บนยอดเขาสูง ความดันบรรยากาศต่ำกว่าระดับน้ำทะเล น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิ ต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส เพราะความดันไอของน้ำสามารถเอาชนะความดันภายนอกได้ง่ายขึ้น นี่คือเหตุผลที่ทำไมการต้มน้ำบนยอดเขาสูงใช้เวลานานกว่า และอาหารอาจสุกไม่ทั่วถึง

ดังนั้น การระบุความดันของน้ำเดือดที่ 100 องศาเซลเซียส จำเป็นต้องพิจารณา ความดันภายนอก ด้วย ถ้าเป็นความดันบรรยากาศมาตรฐาน ความดันของน้ำเดือดก็จะอยู่ที่ 1 บรรยากาศ แต่หากความดันเปลี่ยนแปลง อุณหภูมิการเดือดและความดันของน้ำก็จะเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย นี่คือความสัมพันธ์ที่ซับซ้อน แต่สำคัญต่อความเข้าใจปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น