จุดเดือดของนมคืออะไร?

หนึ่งในคุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของสสารคือจุดเดือด เป็นคุณสมบัติเข้มข้นที่ขึ้นกับส่วนประกอบของสารเท่านั้น แต่ไม่ขึ้นกับปริมาณของสสารที่มีอยู่ การทำความเข้าใจเกี่ยวกับจุดเดือดของสารบริสุทธิ์เช่นน้ำนั้นค่อนข้างง่าย อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณมีของผสมที่ซับซ้อน เช่น นม ซึ่งส่วนใหญ่ทำจากน้ำผสมกับไขมัน คาร์โบไฮเดรต และของแข็งของนม ทั้งหมดนี้กระจายตัวเป็นอิมัลชันสีขาว สิ่งต่างๆ จะดูยุ่งยากเล็กน้อย

ความจริงก็คือแม้ว่าน้ำจะเป็นของเหลวชนิดเดียวที่เป็นส่วนหนึ่งของนม แต่จุดเดือดของนมก็ไม่เหมือนกับน้ำ แต่สูงกว่าเล็กน้อย ต่อไปนี้จะอธิบายว่าอะไรคือจุดเดือดของสารที่เป็นของเหลวและสิ่งที่ส่งผลต่อมัน เพื่อให้เข้าใจว่าจุดเดือดของนมคืออะไร

วิทยาศาสตร์ของจุดเดือด

การทำความเข้าใจเกี่ยวกับจุดเดือดของนมเริ่มต้นด้วยการทำความเข้าใจว่าจุดเดือดที่แท้จริงคืออะไร แม้ว่าหลายแหล่งจะกำหนดจุดเดือดเป็นอุณหภูมิที่ของเหลวเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซ แต่คำจำกัดความนี้ผิดอย่างสิ้นเชิง ในความเป็นจริง ของเหลว (และของแข็งด้วย) จะเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิใดๆ หลักฐานที่ง่ายที่สุดและหักล้างไม่ได้ที่สุดของเรื่องนี้คือข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำที่รดลงบนพื้นจะระเหยกลายเป็นไอในที่สุด และดินก็แห้ง ไม่ว่าจะมีอุณหภูมิเท่าใดก็ตาม และไม่เคยมีอุณหภูมิถึง 100ºC เลย

กระบวนการนี้เรียกว่าการกลายเป็นไอและควบคุมโดยความดันไอของของเหลว ยิ่งความดันไอสูง ของเหลวจะระเหยได้เร็ว (ระเหยง่าย) และยิ่งไปกว่านั้น อุณหภูมิยิ่งสูง ความดันไอก็ยิ่งสูงขึ้น

จุดเดือดคืออะไร?

จุดเดือดของของเหลวหมายถึงอุณหภูมิที่ความดันไอเท่ากับความดันบรรยากาศ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ฟองอากาศเล็กๆ ของไอสามารถก่อตัวขึ้นภายในของเหลวซึ่งลอยขึ้นและแตกออกที่พื้นผิว ณ จุดที่ของเหลวเริ่ม “เดือด” (แม้ว่าคำที่ถูกต้องคือเดือด) เมื่อความกดอากาศเท่ากับ 1 บรรยากาศ (เท่ากับระดับน้ำทะเล) จะเรียกว่าจุดเดือดปกติ

ตัวอย่างเช่น จุดเดือดของน้ำปกติคือ 100ºC

ทำไมนมถึงไม่เดือดที่อุณหภูมิ 100ºC?

จุดเดือดของนมไม่เหมือนกับน้ำ เพราะนมเป็นส่วนผสมที่มีสารหลายชนิดทั้งที่ละลายน้ำและแขวนลอยอยู่ในนั้น ผลที่ตามมาของการมีอยู่ของตัวถูกละลายเหล่านี้ ความดันไอของนมจะน้อยกว่าน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิเดียวกัน

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการลดลงของความดันไอ เป็นส่วนหนึ่งของคุณสมบัติคอลลิเกชันของสารละลายและมีผลตามมาหลายประการ หนึ่งในนั้นคือถ้าเราเปรียบเทียบน้ำบริสุทธิ์กับนมที่อุณหภูมิ100ºCน้ำบริสุทธิ์จะถึงจุดเดือดในขณะที่นมที่มีความดันไอต่ำกว่าจะยังไม่ถึงจุดเดือดดังนั้นจึงต้องทำให้ร้อน อีกเล็กน้อยเพื่อเทียบเคียงความดันไอกับความดันบรรยากาศ

สิ่งนี้เกิดขึ้นกับของผสมทั้งหมดระหว่างของเหลวและตัวถูกละลายที่ไม่ระเหย และยังเป็นคุณสมบัติการทำงานร่วมกันของสารละลายที่เรียกว่า การเพิ่มขึ้นของจุดเดือด หรือ การเพิ่มขึ้นของ ebulloscopic

จุดเดือดของนมคืออะไร?

การเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของสารละลายโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของสารผสม ยิ่งสารละลายมีความเข้มข้นมากเท่าใด จุดเดือดก็จะยิ่งผันแปรมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างเหล่านี้มักมีขนาดเล็กมาก เกือบจะอยู่ในระดับหนึ่งในสิบขององศาเซลเซียส

เนื่องจากนมไม่ได้มีองค์ประกอบเหมือนกันเสมอไป (บางชนิดมีโปรตีนมากกว่า บางส่วนมีแลคโตสมากกว่า บางส่วนมีไขมันมากกว่า ฯลฯ) ดังนั้นนมจึงไม่มีจุดเดือดจุดเดียว อย่างไรก็ตาม สำหรับการอ้างอิง ค่าทั่วไปอยู่ระหว่าง100.15°C ถึง 100.20°Cที่ความดัน 1 บรรยากาศ

ที่ความดันอื่น จุดเดือดของนมอาจสูงหรือต่ำกว่าค่าเหล่านี้ แต่จะสูงกว่าจุดเดือดของน้ำบริสุทธิ์เล็กน้อยเสมอ

การใช้งานจริง: จะป้องกันไม่ให้นมล้นได้อย่างไร?

ใครก็ตามที่เคยอุ่นนมบนเตาจนเดือดจะสังเกตเห็นสองสิ่ง:

1. นมมีแนวโน้มที่จะเกิดฟองและล้นออกมาเมื่อเดือด
2. ถ้าร้อนเร็วเกินไปก็จะไหม้ที่ด้านล่าง

ทั้งสองอย่างไม่เป็นที่พอใจ แต่ก็หลีกเลี่ยงได้ง่ายมากด้วยการรู้จุดเดือดของนมและน้ำ เนื่องจากนมจะเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำเพียงเล็กน้อย และเมื่อน้ำเริ่มเดือด นมจะรักษาอุณหภูมิคงที่ไว้ที่ 100ºC ดังนั้นนมจึงสามารถอุ่นได้ง่ายหากใส่ในหม้อน้ำเดือด นมจะร้อนจนเกือบถึงจุดเดือด แต่จะไม่ถึงจุดเดือด ดังนั้นมันจะไม่เกิดฟองหรือไหม้ที่ก้นหม้อ