Er maður fljótari að sjóða vatn uppi á fjalli en niðri við sjó?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Er maður fljótari að sjóða vatn uppi á fjalli en niðri við sjó?
Við segjum að vatn sé farið að sjóða þegar loftbólur eru teknar að myndast í vatninu og fljóta upp að yfirborði þess. Þetta gerist vegna þess að hluti vatnsins fer úr vökvaham (fljótandi vatn) yfir í gasham (vatnsgufa) og myndar þá loftbólurnar í vatninu. Þá er sagt að vatnið hafi náð suðumarki sínu, en það eru mörkin milli vökvahams og gashams efnis. Margir hafa eflaust heyrt sagt að suðumark vatns sé 100°C en í rauninni er málið aðeins flóknara en svo, suðumark veltur ekki bara á hitastigi heldur einnig á þrýstingi.

Vatnið fer úr vökvaham yfir í gasham þegar vatnssameindirnar hafa öðlast nægilega mikla hreyfiorku. Hreyfiorka sameindanna eykst með auknum hita en hún eykst einnig með lækkandi þrýstingi. Því gufar vatn upp við lægra hitastig, það er suðumark vatns er lægra, eftir því sem þrýstingur er lægri. Þetta sést vel á fasariti vatns sem sýnt er hér fyrir ofan, en nánar er sagt frá því í svari Einars Arnar Þorvaldssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Suðumark vatns lækkar við minnkandi þrýsting, en getur ís soðið?

Þegar sagt er að vatn sjóði við 100°C er miðað við þrýstinginn 1 loftþyngd (e. atm, atmospheric pressure), en það er einmitt loftþrýstingur við sjávarmál. Eftir því sem hæð yfir sjávarmáli eykst minnkar þrýstingur lofts, einfaldlega vegna þess að magn andrúmslofts sem er ofan við gefinn hlut er minna en það væri við sjávarmál. Ef við hugsum okkur að upp frá hverjum fermetra á jörðinni liggi súla af andrúmslofti sjáum við að eftir því sem ofar dregur styttist súlan og massi hennar minnkar þá að sama skapi.

Þar sem vatn sýður fyrr í mikilli hæð mætti halda að þar sé fljótlegra að sjóða mat, eins og kartöflur, en því er einmitt öfugt farið. Þar sem suðumark vatns er lægra þar nær vatnið ekki eins miklum hita áður en það gufar upp. Við sjóðum kartöflur með því að láta þær sitja í sjóðandi heitu vatni þangað til þær hafa soðið eða náð æskilegri mýkt. Í mikilli hæð getum við ekki eldað þær í jafn heitu vatni og nær sjávarmáli og því þarf að hafa þær lengur í vatninu áður en þær verða tilbúnar.

Heimildir:

• Does being above sea level make water boil faster? - Ask a Scientist! (Skoðað 18.7.2012).
• Suðumark vatns lækkar við minnkandi þrýsting, en getur ís soðið? eftir Einar Örn Þorvaldsson og Þorstein Vilhjálmsson. (Skoðað 18.7.2012).

Myndir:

• Suðumark vatns lækkar við minnkandi þrýsting, en getur ís soðið? á Vísindavefnum. (Sótt 18.7.2012).
• Denver - Wikipedia, the free encyclopedia. (Sótt 18.7.2012).

...