Ja, Sie können Wasser bei Raumtemperatur kochen. Hier ist wie


Manchmal ist es richtig auf der Kiste Reismischung – die Höhenversion der Kochanweisungen. Normalerweise bedeutet dies, dass Ihr Reis ein bisschen länger kochen muss, wenn Sie in Denver oder auf dem Gipfel des Mount Everest sind. Natürlich ist das nur ein Witz. Niemand kocht Reis an der Spitze des Everest. Aber warum sind die Anweisungen sogar anders? Warum ist es wichtig, wo du kochst? Die Antwort hat mit kochendem Wasser zu tun.

Geh und frage ein paar Leute auf der Straße nach der Siedetemperatur von Wasser. Manche mögen 212 ° F oder sogar besser 100 ° C sagen – aber das stimmt nicht immer. Wenn Sie Ihre Höhe über dem Meeresspiegel erhöhen, sinkt der Siedepunkt des Wassers um etwa 1 ° F für jede Erhöhung von 500 Fuß. Das heißt, Ihr Wasser in Denver wird 203 ° F und dies wird sich auf Ihre Küche auswirken.

Aber warum?

Wasserdampfdruck

Es gibt viele tolle Dinge über Wasser – ein interessantes "Faktoid" ist, dass man auf der Erdoberfläche Wasser in allen drei Phasen findet: fest (wir nennen das Eis), flüssiges Wasser und als Gas. Wir nennen die Gasphase des Wassers "Wasserdampf".

Sie könnten denken, dass Sie flüssiges Wasser kochen müssen, um Wasserdampf zu erzeugen – aber Sie nicht. Sie brauchen nur etwas flüssiges Wasser bei Raumtemperatur (oder einer beliebigen Temperatur). Stellen Sie sich ein Glas Wasser vor. Wenn Sie mit Supervision hineinzoomen könnten (nicht wirklich möglich), würden Sie sehen, dass dieses Wasser aus einer Reihe von Molekülen – Wassermolekülen – besteht. Obwohl diese Moleküle selbst aus drei Atomen bestehen (zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom), betrachten wir sie einfach als winzige Kugeln.

Diese winzigen Wasserbälle bewegen sich im Wasser, bleiben aber ihren Ballnachbarn ziemlich nahe. Diese Bewegung ist nicht auf Strömungen im Wasser zurückzuführen, sondern auf thermische Bewegung. Stellen Sie sich diese kleinen Kugeln vor, die in einer riesigen Ansammlung von Kugeln herumwackeln. Je heißer das Wasser ist, desto größer ist die Bewegung dieser Wasserbälle. Aber warte! Die Geschwindigkeiten der Wasserpartikel sind nicht alle gleich. Obwohl es eine durchschnittliche Ballgeschwindigkeit gibt, werden einige schneller und einige langsamer. Es ist genau wie die Größe einer Gruppe erwachsener Menschen. Es gibt eine durchschnittliche Höhe, aber alle sind nicht gleich. Manche Leute sind sehr groß, aber das ist nur ein kleiner Bruchteil der gesamten Gruppe.

Wenn Sie ein Glas Wasser auf einem Tisch sitzen haben, bleiben die Wasserbälle nicht nur flüssig. Einige dieser Bälle haben genug thermische Energie, um wegzubrechen und frei zu werden. Frei von der flüssigen Bühne bedeutet der Wasserball jetzt ein Gas-Wasserdampf. Kochen ist nicht erforderlich, um diesen Wasserdampf zu erhalten. Aber warte! Es funktioniert auch andersherum. Einige der Wasserbälle in der Gasphase können mit dem flüssigen Wasser interagieren und sich mit den flüssigen Wasserbällen verbinden.

Wasser in einem geschlossenen Behälter (wie eine Wasserflasche) wird schließlich einen Gleichgewichtszustand zwischen Wasserdampf und flüssigem Wasser erreichen. In diesem Gleichgewichtszustand ist die Geschwindigkeit, mit der Wasserbälle aus dem flüssigen Zustand freigesetzt werden, die gleiche wie die Geschwindigkeit der Wasserbälle, die in den flüssigen Zustand eintreten. Der Druck dieses Wassergases im Gleichgewicht wird als Dampfdruck bezeichnet (angenommen, es ist alles Wassergas und keine Luft im Behälter).

Sie können einen Beweis für diesen Wasserdampf in einem geschlossenen Behälter sehen, indem Sie auf das Wasser schauen, das an den Wänden kondensiert. Hier ist ein Bild.

Wenn Sie die Temperatur des Wassers erhöhen, gibt es immer mehr Wasserpartikel, die genug Energie haben, um die Wasserphase zu verlassen und zu Wasserdampf zu werden. So wird der Wasserdampfdruck mit der Temperatur des Wassers steigen (das ist wichtig).

Kochendes Wasser

Jetzt zum Kochen von Wasser. So sieht Wasser aus, wenn es auf 100 ° C kommt (in Zeitlupe). Ja, ich weiß, du hast das schon mal gesehen. aber es ist immer noch cool.

Schau dir die Blasen an und beantworte die folgende Frage (diese ist ein Klassiker):

Woraus bestehen die Bläschen im kochenden Wasser?

Frage deine Freunde. Frag deine Feinde. Frag dich selbst.

Sind die Luftblasen aus Luft? Was ist mit etwas Wasserstoff und etwas Sauerstoff? Nein. Die Blasen sind Wasserdampf – sie sind kleine Wasserblasen in der Gasphase. Ich meine, sie konnten nicht Luft sein. Woher sollte diese Luft kommen? Die einzige Möglichkeit ist, dass die Blasen aus Wasserdampf bestehen.

Also, was passiert, um diese kochenden Blasen aus Wasserdampf zu machen? Es geht um Temperatur und Dampfdruck. Wenn die Temperatur des Wassers ansteigt, erhöht sich auch die Durchschnittsgeschwindigkeit der Wasserpartikel. An einem gewissen Punkt haben Wassermoleküle genug Energie, um andere Wassermoleküle in der flüssigen Phase zurückzudrängen, um eine Blase zu bilden. Aber Sie müssen das Wasser heiß genug haben, damit sich die Teilchen schnell genug bewegen.

Aber warte! Es geht auch um den Dampfdruck. Damit die Blase nicht kollabiert, muss der Druck innerhalb der Blase dem Druck außerhalb der Blase entsprechen. In der Blase ist der Dampfdruck und draußen ist der Wasserdruck. Dies bedeutet, dass für das Kochen von Wasser die Temperatur steigen muss, bis der Dampfdruck gleich dem Außendruck ist und sich eine Blase bilden kann.

Was ist mit diesem äußeren Druck? Das hängt von zwei Dingen ab. Zuerst das Wasser selbst. Damit das Wasser nicht zusammenfällt, muss das tiefere Wasser einen höheren Druck haben. Also hängt der Wasserdruck von der Tiefe, der Dichte des Wassers und dem Gravitationsfeld ab (da es auf das Gewicht des Wassers zurückzuführen ist). Bei einem typischen Wasserglas beträgt der Druck bei 2 Zentimetern unter der Oberfläche nur 0,2 Prozent gegenüber dem atmosphärischen Druck. Und das ist die zweite Sache, die zum Gesamtdruck beiträgt – die Atmosphäre. Die Atmosphäre drückt auch auf die Oberfläche der Flüssigkeit, um den Druck in der Flüssigkeit zu erhöhen.

Niedriger Druck

Jetzt zum spaßigen Teil. Was wäre, wenn ich den atmosphärischen Druck auf etwas flüssiges Wasser reduzieren würde? Dies würde den Druck in der Flüssigkeit ebenfalls reduzieren. Wenn ich diesen Druck genug reduziere, kann ich ihn auf den gleichen Wert wie den Dampfdruck bringen. Boom. Jetzt haben die Wasserpartikel genug Energie, um ihre winzigen, siedenden Blasen zu bilden – ohne dass die Temperatur erhöht werden muss.

Ich kann sogar Wasser bei Raumtemperatur kochen lassen. Ja, Sie brauchen eine Vakuumpumpe und einen starken Behälter, um das zu erreichen – aber Sie können es tun.

Beachten Sie, dass ich an der kochenden Wasserflasche festhalte, nur um zu beweisen, dass es nicht heiß ist. Vertrau mir. Oh, Moment mal. Du musst mir nicht vertrauen. Sie können das alleine machen. Sie brauchen nur eine dieser großen Plastikspritzen. Holen Sie die Spritze und geben Sie etwas Wasser mit sehr wenig Luft hinein. Jetzt versiegeln Sie das Ende und erhitzen Sie das Wasser nur ein wenig. Hier kannst du meine Version sehen.

Ich benutzte Heißkleber und einen Gummistopfen (zusammen mit einem LEGO-Stück), um das Loch zu versiegeln. Die Spritze wurde dann auf etwa 42 ° C (etwas über 100 ° F) erhitzt. Jetzt kann ich den Kolben herausziehen, um den Druck in der Flüssigkeit zu verringern und das Kochen zu induzieren.

Es ist ziemlich schwer, den Kolben zurückzuziehen, um den Druck zu verringern – aber Sie können es tun. Oh, warum heize das Wasser auf? Nun, ich kann kein perfektes Vakuum erreichen, indem ich den Kolben ziehe, also brauche ich etwas kochende Hilfe, indem ich das Wasser mit einer höheren Temperatur beginne.

Dies ist genau das, was passiert, wenn Sie Ihren Reis in großer Höhe kochen. Nun, nicht genau das gleiche – es gibt keinen Menschen, der sich auf einen riesigen Kolben zurückzieht, der die Luft auf der Erde hält. Das Gravitationsfeld der Erde macht das für Sie.


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