Γιατί πάντα «διαρρέει» ο πάτος της κατσαρόλας όταν το νερό βράζει το χειμώνα;

Το χειμώνα, εάν χρησιμοποιείτε αέριο για να βράσετε νερό, συχνά θα βρείτε πολλές σταγόνες νερού να εμφανίζονται στον πάτο του βραστήρα. Μπορεί να «τρέχει» ο βραστήρας; Ωστόσο, όταν ακόμα αναρωτιόσουν, διαπίστωσες ότι οι σταγόνες νερού στον πάτο της κατσαρόλας εξαφανίστηκαν από θαύμα. Αλλά την επόμενη φορά που έβρασαν το νερό, αυτό το περίεργο φαινόμενο συνέβη ξανά. Έλεγξα προσεκτικά τον βραστήρα, αλλά δεν βρήκα καμία ζημιά. Γιατί;

Αποδεικνύεται ότι το αέριο θα υποστεί χημική αντίδραση κατά την καύση για να παράγει νερό. Αν είναι καλοκαίρι και η θερμοκρασία είναι υψηλή, το νερό θα διαχέεται στον αέρα με τη μορφή αερίου. Ωστόσο, η θερμοκρασία το χειμώνα είναι χαμηλή. Όταν το νερό βράσει για πρώτη φορά, η θερμοκρασία του νερού στην κατσαρόλα είναι ακόμα χαμηλή και ο πάτος της κατσαρόλας είναι σχετικά δροσερός. Επομένως, οι υδρατμοί που παράγονται από την καύση θα συμπυκνωθούν τον πάτο της κατσαρόλας, προκαλώντας την ψευδαίσθηση ότι το δοχείο έχει διαρροή. Καθώς η θέρμανση συνεχιζόταν, η θερμοκρασία του νερού στο δοχείο αυξήθηκε σταδιακά και ο πάτος του δοχείου δεν ήταν πλέον κρύος και οι σταγόνες νερού που συμπυκνώθηκαν πάνω του έγιναν ξανά αέριες και εξαφανίστηκαν.

Στην καθημερινή ζωή, υπάρχουν πολλά παρόμοια φαινόμενα. Για παράδειγμα, νωρίς το πρωί του χειμώνα, συχνά βρίσκουμε ότι το εσωτερικό του γυάλινου παραθύρου καλύπτεται με ένα στρώμα ομίχλης νερού, ενώ τα ξημερώματα του καλοκαιριού εμφανίζεται ομίχλη νερού στο εξωτερικό του γυαλιού. Αυτό συμβαίνει επειδή, το χειμώνα, το σπίτι είναι ζεστό και το εξωτερικό είναι δροσερό, και οι υδρατμοί στον αέρα μέσα στο παράθυρο συμπυκνώνονται στο εσωτερικό του γυάλινου παραθύρου· το καλοκαίρι, το σπίτι είναι δροσερό και το εξωτερικό είναι ζεστό, και οι υδρατμοί στον αέρα έξω από το παράθυρο συμπυκνώνονται στο εξωτερικό του γυάλινου παραθύρου. Και τα δύο φαινόμενα σχετίζονται με την τάση ατμών του νερού. Η τάση ατμών του νερού αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και η τάση ατμών του νερού φτάνει τα 1,01×10 Pa (1 ατμόσφαιρα), επομένως η θερμοκρασία του νερού στην καθημερινή ζωή είναι 100°C. Όταν η θερμοκρασία μέσα στο σπίτι είναι υψηλότερη από αυτή έξω από το σπίτι, η πίεση των υδρατμών μέσα στο σπίτι είναι υψηλότερη από αυτή έξω από το σπίτι και οι υδρατμοί θα συμπυκνωθούν στο εσωτερικό του γυάλινου παραθύρου· διαφορετικά, θα συμπυκνωθούν στο έξω από το γυάλινο παράθυρο.