Kaj se zgodi s temperaturo vrelišča, ko se tlak znižuje?

Ko se tlak zunanjega zraka zmanjša, se zmanjša tudi temperatura, potrebna za vrenje tekočine. Na primer, traja dlje, da nekaj živil pripravimo na visokih nadmorskih višinah, ker voda vre pri nižjih temperaturah; voda zadržuje manj toplote, zato pravilno kuhanje zahteva več časa. Povezavo med tlakom in temperaturo razlaga lastnost, imenovana parni tlak, merilo, kako hitro molekule izhlapijo iz tekočine.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Ko se temperatura okolice poveča, se povečajo tudi temperature vrelišča. To je zato, ker povišana temperatura okolice hlapom težko uhaja iz tekočine, za vrenje pa je potrebno več energije.

Parni tlak snovi je tlak hlapov, ki delujejo na vsebnik snovi pri določeni temperaturi; to velja tako za tekočine kot trdne snovi. Na primer, napolnite posodo z vodo, izčrpate zrak in zaprete posodo. Voda izhlapi v vakuum, pri čemer nastane para, ki izvaja pritisk. Pri sobni temperaturi je parni tlak 0,03 atmosfere ali 0,441 funtov na kvadratni palec. Ko se temperatura poveča, se poveča tudi tlak.

Pri kateri koli temperaturi nad nič kelvin molekule v snovi vibrirajo v naključnih smereh. Molekule vibrirajo hitreje, ko se temperature zvišujejo. Vendar vse molekule ne vibrirajo z enako hitrostjo; nekateri se premikajo počasi, drugi pa zelo hitro. Če najhitrejše molekule najdejo pot na površino predmeta, bodo morda imele dovolj energije, da pobegnejo v okoliški prostor; to so tiste molekule, ki iz snovi izhlapijo. Ko se temperatura zvišuje, ima več molekul energijo, da izhlapi iz snovi, kar povzroči pritisk hlapov navzgor.

Če snov obdaja vakuum, molekule, ki zapustijo površino, ne naletijo na noben upor in tvorijo hlape. Ko pa je snov obkrožena z zrakom, mora njen parni tlak preseči atmosferski tlak, da molekule izhlapijo. Če je parni tlak nižji od atmosferskega, molekule, ki odhajajo, zaradi trkov z molekulami zraka potisnejo nazaj v snov.

Tekočina zavre, ko njene najbolj energijske molekule tvorijo mehurčke. Pri dovolj visokem zračnem tlaku pa se tekočina segreje, vendar ne zavre ali izhlapi. Ko se zunanji zračni tlak zmanjšuje, molekule, ki izhlapijo iz vrele tekočine, naletijo na manjši upor molekul zraka in lažje vstopijo v zrak. Ker se parni tlak lahko zmanjša, se zmanjša tudi temperatura, potrebna za vrenje tekočine.