Mikä on maidon kiehumispiste?

Yksi aineen fysikaalisista perusominaisuuksista on kiehumispiste. Se on intensiivinen ominaisuus, joka riippuu vain aineen koostumuksesta, mutta ei sen sisältämän aineen määrästä. Puhtaan aineen, kuten veden, kiehumispisteen ymmärtäminen on suhteellisen helppoa. Kuitenkin, kun sinulla on monimutkaisia ​​seoksia, kuten maitoa, joka koostuu enimmäkseen vedestä, johon on sekoitettu rasvaa, hiilihydraatteja ja maidon kiintoaineita, jotka kaikki ovat dispergoituneita muodostamaan valkoisen emulsion, asiat muuttuvat hieman hankalaksi.

Tosiasia on, että huolimatta siitä, että vesi on ainoa neste, joka on osa maitoa, maidon kiehumispiste ei ole sama kuin veden, mutta hieman korkeampi. Seuraavassa selitetään, mikä tarkalleen on nestemäisen aineen kiehumispiste ja mikä siihen vaikuttaa, jotta ymmärtäisimme, mikä on maidon kiehumispiste.

Kiehumispisteen tiede

Maidon kiehumispisteen ymmärtäminen alkaa ymmärtämällä, mikä kiehumispiste todellisuudessa on. Vaikka monet lähteet määrittelevät kiehumispisteen lämpötilaksi, jossa neste muuttuu kaasumaiseksi, tämä määritelmä on täysin väärä. Itse asiassa nesteet (ja myös kiinteät aineet) muuttuvat jatkuvasti kaasumaiseen tilaan missä tahansa lämpötilassa. Yksinkertaisin ja kiistämättömin todiste tästä on se tosiasia, että maaperään ripotteleva vesi haihtuu lopulta ja maaperä kuivuu, oli se lämpötila mikä tahansa, ilman että se on koskaan saavuttanut 100 ºC:n lämpötilaa.

Tätä prosessia kutsutaan höyrystykseksi ja sitä säätelee nesteen höyrynpaine. Mitä korkeampi höyrynpaine, sitä nopeammin neste voi haihtua (se on haihtuvampaa) ja lisäksi mitä korkeampi lämpötila, sitä korkeampi on höyrynpaine.

Mikä on kiehumispiste?

Nesteen kiehumispiste määritellään lämpötilaksi, jossa sen höyrynpaine tulee yhtä suureksi kuin ilmakehän paine. Kun näin tapahtuu, nesteeseen voi muodostua pieniä höyrykuplia, jotka nousevat ylös ja räjähtävät pinnalla, jolloin neste alkaa ”kiehua” (vaikka oikea termi on kiehuminen). Kun ilmanpaine on 1 ilmakehä (kuten merenpinnan tasolla), sitä kutsutaan normaaliksi kiehumispisteeksi.

Esimerkiksi veden normaali kiehumispiste on 100 ºC.

Miksi maito ei kiehu 100 asteessa?

Maidon kiehumispiste ei ole sama kuin veden kiehumispiste, koska maito on seos, joka sisältää monia siihen liuenneita ja suspendoituneita aineita. Kaikkien näiden liuenneiden aineiden läsnäolon seurauksena maidon höyrynpaine on pienempi kuin puhtaan veden höyrynpaine samassa lämpötilassa.

Tämä ilmiö, jota kutsutaan höyrynpaineen laskuksi, on osa liuosten kolligatiivisia ominaisuuksia ja sillä on useita seurauksia. Yksi niistä on se, että jos vertaamme puhdasta vettä 100 ºC:n maitoon, puhdas vesi on saavuttanut kiehumispisteensä, kun taas maito, jolla on alhaisempi höyrynpaine, ei ole vielä saavuttanut sitä, joten se on lämmitettävä. vähän enemmän rinnastaakseen sen höyrynpaineen ilmakehän paineeseen.

Tämä tapahtuu kaikissa nesteiden ja haihtumattomien liuenneiden aineiden seoksissa, ja se on myös liuosten kolligatiivinen ominaisuus, jota kutsutaan kiehumispisteen nousuksi tai ebulloskooppiseksi nousuksi.

Mikä on maidon kiehumispiste?

Liuosten kiehumispisteen nousu riippuu yleensä seoksen koostumuksesta. Mitä väkevämpi liuos, sitä suurempi on vaihtelu kiehumispisteessä. Nämä erot ovat kuitenkin yleensä hyvin pieniä, lähes aina celsiusasteen kymmenesosia.

Koska maidon koostumus ei ole aina sama (joissakin on enemmän proteiinia, toisissa enemmän laktoosia, toisissa enemmän rasvaa jne.), maidolla ei ole yhtä kiehumispistettä. Kuitenkin viitteenä tyypillinen arvo on 100,15 °C ja 100,20 °C välillä 1 ilmakehän paineessa.

Millä tahansa muulla paineella maidon kiehumispiste voi olla korkeampi tai matalampi kuin nämä arvot, mutta se on aina hieman korkeampi kuin puhtaan veden kiehumispiste.

Käytännön sovellus: Kuinka estää maidon vuotaminen yli?

Jokainen, joka on koskaan lämmittänyt maitoa liedellä kiehuvaksi, on huomannut kaksi asiaa:

1. Maito pyrkii vaahtoamaan ja vuotamaan yli keitettäessä.
2. Jos se kuumenee liian nopeasti, se palaa pohjassa.

Molemmat ovat epämiellyttäviä, mutta ne on myös erittäin helppo välttää, kun tietää maidon ja veden kiehumispisteet. Koska maito kiehuu vain hieman korkeammassa lämpötilassa kuin vesi, ja kun vesi alkaa kiehua, se säilyttää tasaisen lämpötilan 100 ºC:ssa, niin maitoa voidaan helposti lämmittää, jos se laitetaan kiehuvaan veteen. Maito lämpenee lähes kiehumispisteeseensä, mutta se ei koskaan saavuta sitä, joten se ei vaahtoa tai pala kattilan pohjalla.