Vandens virimo temperatūra priklauso nuo slėgio. Kuo mažiau atmosfera veikia puodą su vandeniu, tuo mažiau šilumos energijos reikia vandeniui išgarinti arba paversti garais. Vandens virimo temperatūra šiek tiek priklauso nuo drėgmės, bet beveik viskas priklauso nuo slėgio, - sako Kolorado valstybinio universiteto (JAV) fizikos profesorius Jacobas Robertsas.
Vandens Virimo Temperatūra ir Aukštis
Jei kibirą vandens nunešite į kalno viršūnę, jis užvirs žemesnėje temperatūroje, nei jūros lygyje. Norėdami nustatyti žemiausią vandens virimo temperatūrą, turime ieškoti vietos, kurioje yra rečiausias oras. Mėnulio ir planetų instituto (JAV) duomenimis, aukščiausioje Žemės vietoje - Everesto viršūnėje, 8849 metrų aukštyje - vandens užvirimo temperatūra yra žemiausias: vos 68 C°. Tai būtų visai karštas vanduo, tačiau juo užplikyta kava būtų baisi, nes kavai reikia bent 87 C° temperatūros.
Vandens Užšalimo Temperatūra ir Slėgis
Kokia yra aukščiausia vandens užšalimo temperatūra? Čia jau šiek tiek sudėtingiau. Bent jau gryno vandens atveju temperatūra, kurioje jo molekulės susiglaudžia į standžias kristalines ledo kristalų struktūras, priklausomai nuo slėgio kinta palyginus nedaug. Vandens užšalimo temperatūra Žemėje visada yra apie 0 C°.
Tačiau tai nereiškia, kad slėgis neturi jokios įtakos vandens užšalimo temperatūrai - tiesiog slėgis, kuris natūraliai susidaro mūsų planetos paviršiuje, yra nepakankamas, kad pakeltų užšalimo temperatūrą. Londono universitetinio koledžo duomenimis, net Marianų įduboje esančioje Challengerio gelmėje, kuri yra žemiau jūros lygio nei Everesto viršūnė, slėgis yra daugiau nei 1000 kartų didesnis nei oro slėgis jūros lygyje. Tai suspaudžia vandenį - bet ne tiek, kad vanduo, kurio temperatūra viršija 0 C°, virstų ledu. Norint, kad vanduo užšaltų esant aukštesnei nei 0 C° temperatūrai, reikia beveik 10 000 kartų didesnio atmosferos slėgio - o tai natūraliai nepasitaiko niekur Žemėje.
Ledo Susidarymas Esant Teigiama Temperatūrai
Tačiau jūros lygyje ledas gali susidaryti, jei oro temperatūra yra aukštesnė už užšalimo temperatūrą - nes jis šąla spinduliavimo būdu. Dėl šio reiškinio dykumų vietovių gyventojai ištisas kartas galėjo pasigaminti ledo be elektros energijos ir šalčio. Dabartinio Irako ir Afganistano gyventojai prieš debesuotą naktį pripildydavo negilius baseinus vandens ir pabusdavo su ledu, nors oro temperatūra būdavo keliais laipsniais aukštesnė už nulį.
Taip yra todėl, kad oras virš baseino būna labai sausas, o tai skatina vandens garavimą, aiškina J. Robertsas. Garuojantis vanduo skleidžia šilumą, kuri atvėsina likusį skystį. Be to, vanduo lėtai skleidžia šilumą į dangų. Nors oras prie žemės gali būti šiek tiek aukščiau nulio, aukščiau esanti atmosfera debesuotą naktį gali būti iki -40 C°. Šiuo atveju šilumos energija iš santykinai šilto vandens pereina į itin šaltą nakties dangų. Abu šie mechanizmai kartu gali sumažinti baseino temperatūrą iki 0 C° - tiek, kad jis užšaltų, nors aplinkinio oro temperatūra yra 5 C°.
Priemaišų Įtaka
Priemaišos vandenyje taip pat veikia vandens molekulių tarpusavio sąveiką, todėl galiausiai keičiasi viso tirpalo virimo taškas.
Vandens Būsenos Gamtoje
Gamtoje vyksta nuolatinė vandens apykaita. Garuodamas nuo upių, ežerų ir jūrų paviršiaus, nuo drėgno dirvožemio, žolės, nuo medžių ir krūmų lapų, vanduo virsta garais, kyla į viršų, sutirštėja ir susidaro debesis, o paskui iškrinta ant žemės paviršiaus, suteka į upes ir jūras, jį sugeria dirvožemis, augalai. Paskui vanduo vėl išgaruoja. Šis niekada nesiliaujantis procesas pagal aplinkybes gali būti labai įvairus: kartais į žemę iškrinta lietus, kartais kruša arba sniegas. Vandens gali būti ir skystis ir dujos ir kietasis kūnas. Vanduo, kaip ir bet kuris skystis, garuoja bet kokios temperatūros, tačiau 100°C temperatūros jis garuoja labai greitai ir visu tūriu - vanduo verda. Vandens garai nematomi. Balti kamuoliai, kuriuos matome virš arbatinio su verdančiu vandeniu, yra ne garai, o smulkios vandens dalelytės, atsiradusios dėl vandens garų kondensacijos.
Oro Drėgmė ir Vandens Garai
Ore negali būti neribotas kiekis vandens garų. Juo šiltesnis oras, juo daugiau jame garų. Tačiau kai vanduo yra bet kokios temperatūros, didinant drėgmės kiekį, visada oras prisisotina vandens garų. Pavyzdžiui, 10°C temperatūros viename kubiniame metre oro gali būti ne daugiau kaip 9,5g garų, o 20°C temperatūros - ne daugiau kaip 17g. Jeigu vandens garų yra daugiau, oras būna persotintas.