Mindig azt hittem, hogy a tiszta víz csak akkor lépheti túl a 100 oC-ot légköri nyomáson, ha már gõzzé alakult. Hogy hevülhet túl és haladhatja meg a 100 oC-ot a mikrohullámú sütõben?
AC
 
A folyékony és a gáz halmazállapotú víz relatív stabilitása a hõmérséklettõl és a nyomástól is függ. Ennek megértéséhez nézzük meg, mi történik egy pohár víz felületén. A folyékony víz molekulái elhagyják a víz felszínét, hogy gázzá váljanak, a gõzmolekulák pedig a felszínre ereszkedve folyékony vízzé alakulnak át. Olyan az egész, mint egy forgalmas repülõtér a sok le- és felszállással. Ha a pohár víz zárt térben van, a folyamat egyensúlyt ér el: ekkor annyi vízmolekula van a gázfázisban, hogy a molekulák ugyanolyan gyakran "landolhatnak", mint ahogy felszállnak.

A molekulák távozási sebessége (az a sebesség, kilszabadulnak a folyékony vízbõl) a hõmérséklettõl függ. Minél melegebb a víz, a molekulák annál könnyebben lépnek át a gázfázisba. A molekulák landolási sebessége (az a sebesség, amellyel a molekulák a víz felszínére leszállnak és "odaragadnak"), a molekulák gázbeli sûrûségétõl függ. Minél nagyobb sûrûségû a vízgõz, annál gyakrabban ütköznek a vízmolekulák a folyadék felszínébe, annál gyakrabban landolnak.

Ha megmelegítjük a vizet a poharunkban, megnõ a felszállási sebesség, az egyensúly pedig a nagyobb gõzsûrûség és a folyadék csökkenése felé tolódik el. Mire elérjük a 100 oC-ot, az egyensúlyi gõznyomás a légköri nyomás lesz, ezért forr (képez gõzbuborékokat) a víz ezen a hõmérsékleten. Efölött a hõmérséklet fölött az egyensúlyi gõznyomás meghaladja a légköri nyomást. A folyékony víz és a gáz csak akkor érhet el egyensúlyt, ha engedjük, hogy a zárt rendszer nyomása a légköri nyomás fölé nõjön. Ha azonban kinyitjuk a zárt rendszert, a vízgõz szétterjed a légkörben és a poharat a gáznemû vízmolekulák véget nem érõ árama hagyja el. 100 oC fölött a folyékony víz nem lehet egyensúlyban a légköri nyomású gázzal akkor sem, ha ez a gáz csak vízmolekulákból áll.

Hogyan hevíthetjük tehát túl a vizet? Ne várjunk az egyensúlyig! Az egyensúlyig vezetõ út lassú lehet; talán percekbe vagy órákba telik, amíg a folyékony víz elpárolog. Közben a rendszer nem lesz egyensúlyban, de ez így van rendjén. A hóember nincs egyensúlyban nyáron, de ez nem jelenti azt, hogy nem maradhat meg a tengerparton... egy ideig. A túlhevített víz sincs egyensúlyban, de ha türelmesek vagyunk, valami majd megváltozik. Rövid távon azonban az elõbbihez hasonló furcsaságok is könnyen elõfordulhatnak.

A fordítás Louis A. Bloomfield
How Things Work címû gyûjteménye alapján készült

Vissza a kérdésekhez http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/