ماذا يحدث لدرجة حرارة الغليان مع انخفاض الضغط؟

مع انخفاض ضغط الهواء المحيط ، تنخفض أيضًا درجة الحرارة المطلوبة لغلي السائل. على سبيل المثال ، يستغرق تحضير بعض الأطعمة على ارتفاعات عالية وقتًا أطول لأن الماء يغلي عند درجات حرارة منخفضة ؛ يحتفظ الماء بحرارة أقل ، لذا يتطلب الطهي المناسب مزيدًا من الوقت. يتم تفسير العلاقة بين الضغط ودرجة الحرارة بخاصية تسمى ضغط البخار ، وهي مقياس لمدى سهولة تبخر الجزيئات من السائل.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

مع زيادة درجة الحرارة المحيطة ، تزداد درجة حرارة الغليان أيضًا. وذلك لأن زيادة درجة الحرارة المحيطة تجعل من الصعب على البخار الهروب من السائل ، وهناك حاجة إلى مزيد من الطاقة للغليان.

ضغط بخار مادة ما هو ضغط الأبخرة المؤثرة على حاوية من مادة عند درجة حرارة معينة ؛ هذا صحيح لكل من السوائل والمواد الصلبة. على سبيل المثال ، تملأ نصف وعاء بالماء ، وتضخ الهواء وتغلق الحاوية. يتبخر الماء في الفراغ ، وينتج بخارًا يمارس ضغطًا. في درجة حرارة الغرفة ، يكون ضغط البخار 0.03 ضغط جوي أو 0.441 رطل لكل بوصة مربعة. عندما تزداد درجة الحرارة ، يزداد الضغط أيضًا.

في أي درجة حرارة فوق الصفر كلفن ، تهتز الجزيئات في مادة ما في اتجاهات عشوائية. تهتز الجزيئات بشكل أسرع مع زيادة درجات الحرارة. ومع ذلك ، لا تهتز جميع الجزيئات بنفس السرعة ؛ يتحرك البعض ببطء بينما يتحرك البعض الآخر بسرعة كبيرة. إذا وجدت الجزيئات الأسرع طريقها إلى سطح جسم ما ، فقد يكون لديها طاقة كافية للهروب إلى الفضاء المحيط ؛ إنها تلك الجزيئات التي تتبخر من المادة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تمتلك المزيد من الجزيئات الطاقة اللازمة للتبخر من المادة ، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط البخار.

إذا كان الفراغ يحيط بمادة ، فإن الجزيئات التي تترك السطح لا تواجه مقاومة وتنتج بخارًا. ومع ذلك ، عندما تكون المادة محاطة بالهواء ، يجب أن يتجاوز ضغط بخارها الضغط الجوي حتى تتبخر الجزيئات. إذا كان ضغط البخار أقل من الضغط الجوي ، فإن الجزيئات التي تغادر تُجبر على العودة إلى المادة عن طريق الاصطدام مع جزيئات الهواء.

يغلي السائل عندما تشكل جزيئاته الأكثر نشاطًا فقاعات من البخار. ومع ذلك ، تحت ضغط هواء مرتفع بدرجة كافية ، يصبح السائل ساخنًا ولكنه لا يغلي أو يتبخر. مع انخفاض ضغط الهواء المحيط ، تقابل الجزيئات التي تتبخر من سائل مغلي مقاومة أقل من جزيئات الهواء وتدخل الهواء بسهولة أكبر. نظرًا لأنه يمكن تقليل ضغط البخار ، يتم أيضًا تقليل درجة الحرارة اللازمة لغلي السائل.