Wat gebeurt er met een kooktemperatuur als de druk afneemt?

Naarmate de omgevingsluchtdruk afneemt, neemt ook de temperatuur die nodig is om een ​​vloeistof te koken af. Het duurt bijvoorbeeld langer om sommige voedingsmiddelen op grote hoogte te bereiden, omdat water bij lagere temperaturen kookt; het water houdt minder warmte vast, dus goed koken kost meer tijd. Het verband tussen druk en temperatuur wordt verklaard door een eigenschap die dampdruk wordt genoemd, een maat voor hoe gemakkelijk moleculen uit een vloeistof verdampen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Naarmate de omgevingstemperatuur stijgt, nemen ook de kooktemperaturen toe. Dat komt omdat een hogere omgevingstemperatuur het moeilijk maakt voor damp om uit de vloeistof te ontsnappen, en er is meer energie nodig om te koken.

De dampdruk van een stof is de druk van dampen die bij een bepaalde temperatuur op een houder van de stof wordt uitgeoefend; dit geldt voor zowel vloeistoffen als vaste stoffen. Je vult bijvoorbeeld een bak voor de helft met water, pompt de lucht eruit en sluit de bak. Het water verdampt in het vacuüm en produceert een damp die een druk uitoefent. Bij kamertemperatuur is de dampdruk 0,03 atmosfeer of 0,441 pond per vierkante inch. Als de temperatuur stijgt, neemt ook de druk toe.

Bij elke temperatuur boven nul kelvin trillen de moleculen in een stof in willekeurige richtingen. Moleculen trillen sneller naarmate de temperatuur stijgt. De moleculen trillen echter niet allemaal met dezelfde snelheid; sommigen bewegen langzaam terwijl anderen erg snel zijn. Als de snelste moleculen hun weg naar het oppervlak van een object vinden, hebben ze misschien genoeg energie om naar de omringende ruimte te ontsnappen; het zijn die moleculen die uit de stof verdampen. Naarmate de temperatuur stijgt, hebben meer moleculen de energie om uit de stof te verdampen, waardoor de dampdruk stijgt.

Als vacuüm een ​​stof omringt, ondervinden moleculen die het oppervlak verlaten geen weerstand en produceren ze een damp. Wanneer de stof echter wordt omgeven door lucht, moet de dampdruk hoger zijn dan de atmosferische druk om moleculen te laten verdampen. Als de dampdruk lager is dan de atmosferische druk, worden moleculen die vertrekken terug in de stof gedwongen door botsingen met luchtmoleculen.

Een vloeistof kookt wanneer de meest energetische moleculen dampbellen vormen. Bij voldoende hoge luchtdruk wordt een vloeistof echter heet maar kookt of verdampt niet. Naarmate de omgevingsluchtdruk afneemt, ondervinden moleculen die verdampen uit een kokende vloeistof minder weerstand van luchtmoleculen en komen ze gemakkelijker in de lucht. Doordat de dampdruk kan worden verlaagd, wordt ook de temperatuur die nodig is om de vloeistof te laten koken verlaagd.