كيف تغلي الماء خلال ثانية واحدة (فيديو)

اليوم سيدور الحديث عن علاقة حالة المادة بالضغط الجوي ودرجة الحرارة، وستجد في نهاية المقالة تجربة فريدة من نوعها ستفاجئك بكل تأكيد.

لتقريب الفكرة أكثر، نأخذ مثال من الحياة اليومية (مثال ليس أكثر)، عندما تقوم بأخذ وعاء يحتوي على ماء وتقوم بتسخينه على الموقد (هنا تكون درجة حرارة غليان الماء 100 درجة مئوية في ضغط جوي عادي).

ماذا سيحدث في حال قمنا بإغلاق الوعاء بغطاء أثناء عملية الغليان؟ عندما تصل درجة الحرارة إلى 100 درجة مئوية، فإن بعض جزيئات الماء تتحول إلى بخار، لكنها لن تختفي، حيث يمنعها الغطاء من ذلك. وهنا يتشكل ضغط داخل الوعاء يصل بشكل تقريبي إلى 1 جو (وحدة قياس الضغط)، بالإضافة إلى ذلك، يجب أن نأخذ في الاعتبار ضغط الهواء المحيط، الذي يساوي أيضًا نفس قيمة الضغط الموجود داخل الوعاء.

وبالتالي فإن الضغط الكلي داخل الوعاء يمكن أن يصل بحدود 2 جو. ولكن في حال كان الضغط 2 جو، فإن درجة حرارة غليان الماء ترتفع من 100 درجة إلى 119.6 درجو مئوية، وفي حال تسخين المياه إلى هذه الدرجة فسوف يرتفع الضغط داخل الوعاء مما يؤدي بدوره أيضا إلى ارتفاع درجة غليان المياه، وهكذا.

ونتيجة لذلك، فإن درجة غليان المياه تزداد بزيادة الضغط والعكس صحيح. ولنتأكد من هذه النظرية، دعونا نجري التجربة التالية في المنزل.

لإجراء التجربة نحتاج إلى محقنة وبعض الماء الدافئ. نأخذ المحقنة (دون إبرة) وندخل بعض الماء الدافئ، ومن ثم قم بإغلاق ثقب الحقنة بإصبعك وارفع المكبس ببطئ إلى الأعلى.

وفي مرحلة معينة يبدأ الماء بالغليان في المحقنة، وذلك بسبب انخفاض الضغط بشكل كبير داخلها.

ويمكننا الاستنتاج من هذه التجربة أن النظرية التي سبق وذكرناها صحيحة، حيث تعتمد درجة غليان المياه على الضغط الجوي، وكلما كان الضغط أقل كلما كانت درجة حراة الغليان أقل، حيث تظهر النتيجة بشكل أفضل في حال إعادتها ضمن وسط مفرغ من الهواء، حيث سيؤدي ذلك إلى غليان الماء بشكل مباشر، كما في الفضاء.