Suyun Kaynama Derecesi

Suyun kaynama derecesi, genel olarak 100 derece olarak kabul edilmektedir. Ancak suyun kaynama derecesi hava basıncına bağlıdır. Hava basıncının düşük olması, suyun kaynama derecesini de düşürür. Yüksek yerlere çıkıldığı zaman hava basıncı düşük olduğundan, su 100 derecenin daha altındaki sıcaklıklarda kaynar. Ancak kaynama derecesi yükseltiyle fazla miktarda değişmediğinden, bunu sadece ölçme aletleri kullanarak tespit edebilirsiniz. Su yapışkan özellikte bir maddedir. Bunun nedeni su moleküllerinin yüzeyinde meydana gelen hidrojen bağıdır. Böylece yüzey gerilimi meydana gelir. Bunu gözlemlemek te, oldukça kolaydır. Su taneciklerinin bir arada olması, bilyeler gibi şekil alması bundandır.

Sıvılar farklı hızlarda hareket eden moleküllerden oluşan, ancak moleküller arası çekim kuvvetiyle bir arada tutulabilen bir kütledir. Bu moleküllerin her biri farklı hızlarda hareket eder. Sıvıda yüzeye yakın yerde olan moleküller daha hızlı hareket edebildiğinden, çekim kuvvetini yenip sıvıdan dışarıya kaçarlar. Bir anlamda molekül diğer moleküllerle sıvı bağlarla bağlıyken, bağı ortadan kaldırarak gaz haline geçebiliyor. Bu şekilde su buharlaşmış oluyor. Bu nedenle suyun buharlaşması için, kaynama derecesine gelmesi gerekmiyor. Su 100 derecede kaynamış olsa da suyun daha düşük sıcaklıklarda olması halinde bile buharlaşma gerçekleşebiliyor. Buharlaşma eğer moleküllerin kaçacağı gaz halinde bir ortamın olması halinde gerçekleşebiliyor. Buharlaşma hızı sıcaklığa ve yüzey alanına göre değişim göstermektedir. Maddenin sıcaklığı artarsa, moleküllerin hızında artış olur ve yüzeyden kaçabilen moleküller daha fazla olur. Bu şekilde buharlaşma daha hızlı gerçekleşir. Suyun yüzey alanının genişlemesi de buharlaşma hızını arttıran bir etkendir. Yani bardakta olan sudan, yere dökülen su daha çabuk buharlaşır.

Suyun kaynayabilmesi için, en alttan buhar kabarcığı oluşması gerekir. Kabarcıkların hepsi su buharından oluşmaktadır. Bunların içinde azot, oksijen gibi hava molekülleri bulunmaz. Kabarcığın içinde buharın basıncı tamamen dışarıda olan atmosfer ve suyun yüksekliğine göre belirlenmektedir. Yani kabarcığın içindeki buharın gerçek basıncı suyun sıcaklığıyla alakalı değildir. Kabarcığın çevresindeki suyun ve buharın sıcaklığı 99 derece kabul edildiğinde, denge halindeki buharın basıncı 0,96 atmosfer olmaktadır. Kabarcığın içinde dengeden daha fazla buhar bulunmaktadır. Bu halde yoğunlaşma buharlaşmadan daha hızlı gerçekleşecek ve kabarcıktaki buhar sıvıya dönüşüp, kabarcığın küçülmesine neden olup, yok olacaktır. Yani suyun sıcaklığı 100 derecenin altında olduğunda, bütün kabarcıklar yok olur. Suyun sıcaklığı 100 derecenin üzerine çıktığında, bütün kabarcıklarda büyüme olur. 100 derecelik değer kabarcıkların büyümesi yönünde dengesizleşen bir dönüm noktası oluşturmaktadır. Kabarcıkların belli bir miktar büyümesinden sonra, suyun kaldırma kuvvetiyle yükselmeye başlarlar. Eğer suyun üzeri soğuksa, kabarcıklar burada küçülerek kaybolur, suyun sıcaklığı üstte de sıcaksa kabarcıklar suyun yüzeyine çıkar ve su buharı havaya karışarak gaz haline gelir. Suyun kaynama noktasının atmosfer basıncıyla belirlenmesi de bu yüzdendir. Dağlar gibi yükseltisi fazla olan yerlerde atmosfer basıncı düşük olduğundan, suyun kaynama derecesi daha düşük sıcaklıkta olur. Madenler ve düdüklü tenceredeki basınç yüksek olduğundan, suyun kaynama derecesi düşer.