น้ําจะเดือดที่อุณหภูมิต่ํากว่า 100 องศาเซลเซียส ได้หรือไม่ เพราะเหตุใด

น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียสได้หรือไม่?

คำตอบคือ ได้ และสาเหตุสำคัญมาจากความดันบรรยากาศ

เราคุ้นเคยกับความจริงที่ว่าน้ำเดือดที่ 100 องศาเซลเซียส เมื่อความดันบรรยากาศอยู่ที่ระดับน้ำทะเล แต่ความดันบรรยากาศไม่คงที่ มันเปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูง ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น ความดันบรรยากาศจะต่ำลง และนี่คือปัจจัยสำคัญที่ทำให้จุดเดือดของน้ำเปลี่ยนแปลงไปด้วย

การเดือดของของเหลวเกิดขึ้นเมื่อความดันไอของของเหลวนั้นเท่ากับความดันภายนอก ความดันไอคือแรงดันของไอของของเหลวที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เมื่อความดันบรรยากาศลดลง ความดันภายนอกที่กระทำต่อน้ำก็ลดลงด้วย ทำให้ความดันไอของน้ำไม่จำเป็นต้องสูงมากเท่ากับที่จำเป็นในระดับน้ำทะเล ดังนั้น น้ำจึงเดือดได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส

ตัวอย่างเช่น บนยอดเขาสูง ความดันบรรยากาศต่ำมาก น้ำจึงเดือดได้ที่อุณหภูมิติดต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส ยิ่งขึ้นไปอีกในอวกาศซึ่งไม่มีความดันบรรยากาศ น้ำจะระเหยเป็นไอได้โดยไม่จำเป็นต้องอุ่นถึงจุดเดือด เช่นนี้คือการเปลี่ยนแปลงสถานะของน้ำที่เกิดจากความดัน

นอกจากระดับความสูงแล้ว ปัจจัยอื่นๆ เช่น การมีสารละลายปนอยู่ หรือความดันเพิ่มขึ้นก็สามารถเปลี่ยนแปลงจุดเดือดของน้ำได้เช่นกัน แต่ปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญคือ ความดันบรรยากาศ

ดังนั้น แม้ว่าน้ำจะเดือดที่ 100 องศาเซลเซียสเป็นค่าเฉลี่ยในสภาพแวดล้อมมาตรฐาน แต่ก็ยังสามารถเดือดได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่านั้นเมื่อความดันบรรยากาศต่ำลง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่สำคัญทางด้านฟิสิกส์และมีผลต่อชีวิตประจำวันของเรา เช่น การทำอาหารในที่สูง