Điểm sôi của nước phụ thuộc các yếu tố nào, tìm hiểu kiến thức cơ bản

Tại sao khi hút chân không một bình kín có nước bên trong mà lại có hiện tượng nước sôi sùng sục mặc dù nhiệt độ của nước hiện tại chỉ 30^oc, đó chính là điểm sôi của nước đã thay đổi. Trong nội dung này tác giả sẽ phân tích về các yếu tố ảnh hưởng tới điểm sôi của chất lỏng thông dụng này, cùng với đó là các ứng dụng trong thực tế.

Điểm sôi là gì

Trước tiên, tác giả muốn nhấn mạnh rằng điểm sôi của nước trong nội dung này được phân tích ở điều kiện nước hoàn toàn tinh khiết, không có lẫn tạp chất phức tạp nào để làm thay đổi tính chất của nước. Như vậy, sẽ phù hợp với thông tin tác giả muốn truyền tải và các ứng dụng thực tế sử dụng tới đặc điểm của điểm sôi này. 

Điểm sôi là vị trí mà tại đó nước chuyển hóa hoàn toàn từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi nước, với điều kiện môi trường bình thường thì nước sôi tại nhiệt độ 100^oc, đó chính là điểm sôi tiêu chuẩn. Dựa vào biểu đồ trên chúng ta thấy rằng khi áp suất môi trường ở mức 1atm (áp suất khí quyển) thì điểm sôi của nước tại mức 100^oc. Khi cột áp suất giảm dần về 0 atm thì nhiệt độ sôi cũng giảm dần về 0, ví dụ khi hút chân không đạt 0.006 atm thì nước sôi ở 0.01^oc, như vậy nếu muốn nước sôi ở nhiệt độ môi trường khoảng 25 độ thì chỉ cần hút chân không đạt mức 0.01atm.

Ngược lại khi áp suất tăng lên trên 1 atm thì nhiệt độ sôi cũng tăng lên theo biểu đồ trên, cụ thể, khi áp tăng lên khoảng 2 atm thì nhiệt độ sôi của nước tăng tới khoảng 180^oc. Áp suất bề mặt chính là yếu tố gắn liền với điểm sôi của nước, như vậy Độc giả đã thấy được điểm sôi là không cố định và phụ thuộc áp suất bề mặt.

Điểm sôi của nước và ứng dụng thực tế

Hiện nay có nhiều ứng dụng từ sự thay đổi của điểm sôi này, nhưng có 3 thiết bị mà tác giả muốn phân tích sâu hơn một chút để Độc giả hiểu rõ sự thông dụng của yếu tố điểm sôi này, gồm máy sấy chân không, máy sấy thăng hoa và nồi áp suất.

• Máy sấy thăng hoa là thiết bị sấy khô sản phẩm mang đến chất lượng sấy khô cao nhất như giữ nguyên hình dạng sản phẩm và màu sắc tự nhiên ngay cả khi sấy những thứ rất mềm nhũn như sầu riêng, cà chua chín, dâu tây, bông hoa hồng, bơ chín, dưa hấu…Nguyên lý là ứng dụng sự thăng hoa của nước đá khi có đủ điều kiện gồm nhiệt độ lạnh sâu -30^oc và áp suất chân không trong buồng sấy đạt mức cực thấp, thường là áp suất < 50pa ( = 0.0005 atm).

• Máy sấy chân không, đây là thiết bị sấy cấp thấp hơn so với sấy thăng hoa. Nguyên lý sấy chân không là áp dụng điểm sôi của nước thấp khi áp suất giảm xuống mức phù hợp. Cụ thể, nếu sấy nóng ở 80^oc thì sẽ làm nước bay hơi nhanh hơn ở mức 50^oc bởi nước sôi ở 100^o, tuy nhiên sấy nhiệt độ cao sẽ làm sản phẩm biến chất, mất màu, giảm dinh dưỡng. Do vậy cần sấy ở nhiệt độ thấp hơn để giữ tính chất tốt hơn, cụ thể với sấy chân không thì hút áp suất buồng sấy đạt mức < 0.01 atm thì nước sẽ sôi ở nhiệt độ < 30^oc, khoảng vậy. Đó chính là ứng dụng phổ biến của điểm sôi của nước khi áp suất giảm.
• Nồi áp suất, ngược lại với các ứng dụng ở trên là trường hợp áp suất tăng cao, đó chính là nồi áp suất mà chúng ta vẫn sử dụng trong gia đình để nấu chín hoặc ninh nhừ thịt, xương, khoai….Bởi khi áp suất tăng thì nhiệt độ sôi tăng lên, do vậy mọi loại thực phẩm sẽ nhanh chín hơn và nhũn hơn. 

Trên đây là các thông tin cơ bản về điểm sôi của nước, hay còn gọi là nhiệt độ sôi, và sự phụ thuộc vào áp suất bề mặt cũng như các ứng dụng thực tế. Homecare sẽ phân tích nhiều hơn, chuyên sâu hơn về kỹ thuật để giúp Độc giả hiểu rõ các hiện tượng cũng như ứng dụng thực tế, cảm ơn các Bạn đã tham khảo nội dung chia sẻ.