Basınç Düştüğünde Kaynama Sıcaklığına Ne Olur?

Ortam hava basıncı azaldıkça, bir sıvıyı kaynatmak için gereken sıcaklık da düşer. Örneğin, su daha düşük sıcaklıklarda kaynadığı için bazı yiyecekleri yüksek rakımlarda yapmak daha uzun sürer; su daha az ısı tutar, bu nedenle uygun pişirme daha fazla zaman gerektirir. Basınç ve sıcaklık arasındaki bağlantı, moleküllerin bir sıvıdan ne kadar kolay buharlaştığının bir ölçüsü olan buhar basıncı adı verilen bir özellik ile açıklanır.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

Ortam sıcaklığı arttıkça kaynama sıcaklıkları da artar. Bunun nedeni, artan ortam sıcaklığının buharın sıvıdan kaçmasını zorlaştırması ve kaynaması için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyulmasıdır.

Bir maddenin buhar basıncı, belirli bir sıcaklıkta maddenin bir kabına uygulanan buharların basıncıdır; bu hem sıvılar hem de katılar için geçerlidir. Örneğin, bir kabın yarısını suyla dolduruyorsunuz, havayı dışarı pompalıyorsunuz ve kabı kapatıyorsunuz. Su, vakuma buharlaşarak basınç uygulayan bir buhar üretir. Oda sıcaklığında, buhar basıncı 0,03 atmosfer veya inç kare başına 0,441 pound'dur. Sıcaklık arttığında basınç da artar.

Sıfır kelvin'in üzerindeki herhangi bir sıcaklıkta, bir maddedeki moleküller rastgele yönlerde titreşir. Moleküller, sıcaklık arttıkça daha hızlı titreşir. Ancak moleküllerin tümü aynı hızda titreşmez; bazıları çok hızlı hareket ederken bazıları yavaş hareket eder. En hızlı moleküller bir cismin yüzeyine yolunu bulursa, çevreleyen alana kaçmak için yeterli enerjiye sahip olabilirler; maddeden buharlaşan moleküllerdir. Sıcaklık arttıkça, daha fazla molekül maddeden buharlaşacak enerjiye sahip olur ve buhar basıncını yükseltir.

Vakum bir maddeyi çevrelerse, yüzeyi terk eden moleküller dirençle karşılaşmaz ve bir buhar üretir. Bununla birlikte, madde hava ile çevrili olduğunda, moleküllerin buharlaşması için buhar basıncının atmosfer basıncını aşması gerekir. Buhar basıncı atmosfer basıncından düşükse, çıkan moleküller hava molekülleri ile çarpışarak maddeye geri zorlanır.

Bir sıvı, en enerjik molekülleri buhar kabarcıkları oluşturduğunda kaynar. Bununla birlikte, yeterince yüksek hava basıncı altında, bir sıvı ısınır, ancak kaynamaz veya buharlaşmaz. Ortam hava basıncı azaldıkça, kaynayan bir sıvıdan buharlaşan moleküller, hava moleküllerinden daha az dirençle karşılaşır ve havaya daha kolay girer. Buhar basıncı düşürülebildiğinden, sıvıyı kaynatmak için gereken sıcaklık da azalır.