З кипінням води люди стикаються щодня. Чи треба зварити суп або гарнір до другої страви, або хочеться попити гарячого чаю, кави, - в будь-якому випадку без кип'ятіння води не обійтися. І мало хто, спостерігаючи за вируючою водою, замислюється: а чому, власне, вона закипає? Які фізичні процеси відбуваються в ній?
Давайте простежимо за процесом кипіння, починаючи з того моменту, коли на нагрітому дні судини (каструлі або чайника) утворюються перші бульбашки. До речі, а чому вони утворюються? Та тому, що тонкий шар води, який безпосередньо стикається з дном судини, нагрівся до температури 100 градусів. І, згідно з фізичними властивостями води, почав перетворюватися з рідкого стану на газоподібний
. Отже, перші бульбашки, поки ще маленькі, починають повільно спливати - на них діє виштовхувальна сила, по-іншому звана Архімедовою - і майже відразу ж знову опускаються на дно. Чому? Та тому, що зверху вода ще недостатньо прогріта. Зіткнувшись з більш холодними шарами, бульбашки як би «зморщуються», втрачають об'єм. І, відповідно, тут же зменшується Архімедова сила. Бульбашки опускаються на дно, і «лопаються» від сили тяжкості водяного стовпа
. Але нагрів триває, все нові і нові шари води приймають температуру, близьку до 100 градусів. Бульбашки вже не опускаються на дно. Вони прагнуть досягти поверхні, але самий верхній шар ще істотно холодніший, тому, зіткнувшись з ним, кожен бульбашка знову зменшується в розмірах (через те, що частина водяного пара, укладеного в ньому, охолоджуючись, перетворюється на воду). Через це він починає опускатися вниз, але, потрапивши в гарячі шари, що вже прийняли температуру 100 градусів, знову збільшується в розмірах. Оскільки сконденсований пар знову стає пором. Величезна кількість бульбашок снують то вгору, то вниз, поперемінно зменшуючись і збільшуючись в розмірах, виробляючи характерний шум
. І ось, нарешті, настає момент, коли вся водяна товща, включаючи самий верхній шар, прийняла температуру 100 градусів. Що відбуватиметься на цьому етапі? Бульбашки, піднімаючись кверху, безперешкодно досягають поверхні. І ось тут-то, на кордоні розділу двох середовищ, відбувається «бурління»: вони лопаються, випускаючи на волю водяну пару. І цей процес за умови постійного нагріву триватиме доти, доки вся вода не викіпить, перейшовши в газоподібний стан
. Слід врахувати, що температура закипання залежить від атмосферного тиску. Наприклад, високо в горах вода кипить при температурах менших, ніж 100 градусів. Тому жителям високогорій потрібно набагато більше часу для того, щоб зварити собі їжу
.