איך מים רותחים בפחות ממאה מעלות? / בלדד השוחי

אם באמת מים רותחים רק כשהם מגיעים למאה מעלות, למה מופיעים אדים גם כאשר מתקלחים במים פושרים? השוחי שיודע הכל

 

 

שלום בלדד.

יש לי שאלה:
אומרים שמים הופכים לגז ב-100 מעלות צלסיוס אבל כשמתקלחים במים חמים (לא כל כך) שמים לב שיש אדים. איך זה יכול להיות?

תודה
סער

 

 פרסום 

שלום סער,
אני בטוח שהרבה מהקוראים למדו על מצבי צבירה עוד בגן הילדים בזמן שניסו להקנות להם כמה מושגים בסיסיים, גם אם ברמת דיוק נמוכה. אין בכך פסול כשלעצמו, אבל אולי בכל זאת הגיע הזמן לרענן קצת.

 

מושגי בסיס

 דגם של פרודה. אפילו עם זכוכית מגדלת לא תצליח לראות אחת   

פרודה (מולקולה) של מים בנויה משני אטומים של מימן ואטום אחד של חמצן. שלושת האטומים הללו חיים יפה ביחד ולא קל להפריד אותם אחד מהשני (אל חשש, זה גם לא עד-כדי-כך קשה). כשמים נמצאים בצורת גאז הפרודות הללו מתנועעות להן בשמחה ובחופשיות בחלל, במרחקים גדולים (יחסית) אחת מהשניה, ואין שום סיכוי שתצליח לראות אותן באופן טבעי.

 

למרבה המזל פרודות מים אוהבות להתחבר אחת לשניה וליצור קשרים. זה מגביל קצת את יכולת התזוזה שלהן והופך אותן למה שאנחנו מכנים "נוזל": פרודות מים שמחוברות אחת לשניה. החיבור הזה אמנם מאוד גמיש, אבל הוא שומר על צפיפות גבוהה מאד ביחס לגאז, וכשיש לנו ערימה מספיק גדולה של פרודות מים צפופות אנחנו יכולים לראות אותה - בין אם זו טיפה של גשם ובין אם זה אוקיאנוס.

אז הנה לך תפיסה מאד רווחת ומאד מוטעית: הדבר שאתה רואה במקלחת חמה או מעל קומקום רותח - זה שנראה קצת כמו עשן לבן - אלו לא אדי מים. מים בצורת גאז (זו המשמעות של אדי מים), כמו רוב הדברים החשובים בחיים, פשוט בלתי נראים. נסה להביט ב"עשן" הזה מקרוב יותר, באור חזק, ותוכל לראות זאת בעצמך - הוא מורכב כולו מטיפות זעירות של מים נוזליים למהדרין.

 

ריקוד הפרודות

 הדילמה של פרודת המים: להתנתק או להישאר (רויטרס)   

איך חום מתקשר לכל הסיפור הזה? כשלפרודות חם הן מתנועעות ומסתובבות ודוחפות אחת השניה, ועם כל הכבוד לנטיה שלהן לחבור יחד אם פרודה מקבלת דחיפה מספיק חזקה היא יכולה להשתחרר מהנוזל ולחזור לחופש, למצב גאזי. התהליך הזה דורש חום, אבל כאן אנחנו מגיעים לעוד תפיסה רווחת ומוטעית: הוא בהחלט לא דורש מאה מעלות צלזיוס.

התנועה של הפרודות אינה מתחלקת שווה בשווה בכל הנוזל, חלק נעות מהר יותר וחלק לאט יותר, וטמפרטורת המים אינה אלא ממוצע של התנועות הללו. גם בטמפרטורות נמוכות, כל זמן שהמים נמצאים במצב נוזלי, יכולה איזו פרודה בפנים לקבל בעיטה מספיק חזקה כדי לברוח מהנוזל ולהתאדות.

נהוג לחשוב שקצב ההתאדות פוחת כשהאוויר לח, כי האוויר הופך "רווי" במים, אבל גם זו טעות (שנתנה לנו מושגים מטעים כמו “אחוזי לחות באוויר”): קצב האידוי כשלעצמו אינו פוחת באוויר לח, ההשפעה של פרודות המים שבורחות מהנוזל פשוט מתקזזת עם השפעתן של פרודות מים שמגיעות מהאוויר הלח והופכות לנוזל בחזרה - התעבות.

 

אז מה קורה במאה מעלות צלזיוס?

בכל זאת, משהו משתנה שם כשמגיעים למאה מעלות צלזיוס (באטמוספירה של כדור הארץ ובגובה פני הים). מים רותחים. רתיחה והתאדות אינן אותו דבר, התאדות היא “עריקה" לא סדירה של פרודות מפני השטח של הנוזל (ורק מפני השטח, פרודה לא סתם מתאדה כשהיא מוקפת מכל עבריה בפרודות אחרות שרוצות להתחבר אליה) אל החלל שמקיף אותו, ואילו רתיחה היא העלאה של הנוזל כולו לטמפרטורה בה הפרודות מתנועעות כל כך חזק שהן לא מסוגלות יותר להשאר יחד.

אז נוצרים כיסים של גאז באמצע הנוזל, בועות, והפרודות משפריצות לכל עבר באלימות. בשלב הזה אנחנו כבר לא יכולים לראות אותן, אבל טוב לדעת שהן שם. טוב וגם טעים.


סוף-שבוע מהביל,
בלדד השוחי