Вода может кипеть даже при 25 °C. Как это возможно?

Мы привыкли проверять, закипела ли вода, по пузырькам. Хотя пар из чайника до кипения — обычное дело: вода испаряется даже без сильного нагрева. А вот заставить её бурлить при комнатной температуре — уже почти фокус. Причём плита и чайник не понадобятся.

Девушка удивлённо смотрит как закипает вода при низкой температуре

Сто градусов — не закон природы

При обычном атмосферном давлении вода закипает примерно при 100 °C. Но температура кипения зависит не только от нагрева, но и от давления. Во время кипения внутри жидкости образуются пузырьки водяного пара. Чтобы они росли, давление пара должно быть не меньше давления вокруг них.

Чем слабее воздух давит на воду, тем легче ей закипеть. По данным Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара, при 25 °C достаточно снизить давление примерно до 3,2 килопаскаля — это почти в 32 раза ниже обычного. Получается, вода остаётся прохладной, но кипит по-настоящему. И это не просто испарение с поверхности.

Подпишись на канал Кобура от Теслы — там много классных и любопытных штук со всего интернета, которые реально можно купить.

Шприц вместо плиты: эксперимент у себя дома

Проверить этот принцип можно самостоятельно. Понадобится большой пластиковый шприц без иглы и немного тёплой воды — примерно 35–40 °C. Наберите несколько миллилитров, вытесните лишний воздух, плотно закройте отверстие пальцем и осторожно потяните поршень на себя.

Внутри шприца давление падает, и вода может начать бурлить. Если плавно вернуть поршень обратно, кипение прекратится. В образовательном опыте используют воду температурой около 37 °C.

Прозрачный шприц с пузырьками воды во время реального опыта по снижению давления

Есть нюанс: самые первые пузырьки могут оказаться растворённым в воде воздухом. Но при достаточном снижении давления образуется уже водяной пар. Поэтому не стоит путать любые пузырьки с настоящим кипением.

В горах вода закипает раньше, а еда готовится дольше

В горах воздух разреженнее, а давление ниже. На высоте примерно 1600 метров вода кипит уже при 95 °C, а на вершине Эвереста — примерно при 70 °C. Такие значения приводит и химический справочник LibreTexts.

Отсюда бытовая неприятность: картошка, рис и яйца в горах варятся дольше. Прибавить огонь не поможет поднять температуру кипящей воды — она будет лишь интенсивнее превращаться в пар.

Турист готовит еду на небольшой газовой горелке среди заснеженных гор

А вот скороварка действует наоборот: повышает давление внутри, и вода может нагреваться выше 100 °C. Поэтому продукты в ней готовятся быстрее.

Холодное кипение не делает воду безопасной

Здесь легко попасться. Если вода бурлит при 25–40 °C, это вовсе не значит, что её можно спокойно пить. Температура слишком низкая для надёжного обеззараживания. Кипение без нагрева не заменяет обычного кипячения.

Если воду нужно обеззаразить, специалисты советуют довести её до бурного кипения и выдержать одну минуту, а на высоте более 2000 метров — три минуты.

Кстати, бывает и обратный парадокс: вода в микроволновке может перегреться выше 100 °C без заметных пузырьков, а затем резко вскипеть при движении чашки. Так что судить о температуре только по бурлению не стоит.

И ещё один фокус: кипящая вода превращается в лёд

У этого явления есть ещё более неожиданный поворот. При кипении жидкость тратит энергию на образование пара, поэтому оставшаяся вода охлаждается. Если в вакуумной камере непрерывно откачивать пар, она может остыть настолько, что начнёт замерзать.

Фото с научного опыта, в котором над кипящей водой образуется ледяная корка

В университетских опытах этот эффект действительно наблюдают. Получается, вода способна кипеть и замерзать одновременно.

Правда, обычного шприца для такого зрелища недостаточно: пар быстро накапливается, давление повышается, и кипение прекращается. Для продолжительного опыта нужна специальная вакуумная установка, постоянно удаляющая пар.