Teplota varu vody vs. tlak
Přehled ukazuje, jak se mění bod varu vody s okolním tlakem. Hodnoty pomáhají při orientačních výpočtech pro vaření v horách, podtlakové aparatury i tlakový hrnec.
Bod varu vody je teplota, při které se tlak nasycené vodní páry vyrovná okolnímu tlaku. Při standardním atmosférickém tlaku 101 325 Pa (101,325 kPa, 1 atm) vře čistá voda při 100 °C. Při nižším tlaku se bod varu snižuje, při vyšším tlaku se zvyšuje.
Při varu vznikají v kapalině bubliny páry. Aby se udržely a rostly, musí tlak páry uvnitř bublin překonat tlak okolí. Proto voda ve vysokých horách vře při nižší teplotě a v tlakovém hrnci při vyšší teplotě.
Jak tabulku a graf používat
Hodnoty na této stránce jsou orientační. Přesný bod varu závisí na aktuálním tlaku, čistotě vody, rozpuštěných látkách a na tom, zda jde o rovnovážný stav kapalina – pára. Pro přesná technická měření se používají saturační tabulky vody nebo stavové rovnice vody.
- Normální bod varu: 100 °C platí pro čistou vodu při tlaku 101 325 Pa.
- Výška nad mořem: nadmořská výška působí nepřímo přes pokles atmosférického tlaku. Skutečná hodnota se mění i s počasím.
- Tlakový hrnec: u tlakových hrnců je nutné rozlišit absolutní tlak a přetlak nad atmosféru.
- Podtlak: při nižším tlaku může voda vřít i pod 100 °C, ale rychlé odpařování vodu současně ochlazuje.
Pro rychlý odhad blízko atmosférického tlaku lze použít lokální aproximaci:
t [°C] = 71,6 + 28 · (p / 105 Pa)
Vzorec je vhodný jen jako přibližný výpočet v okolí atmosférického tlaku, zhruba pro interval 0,9–1,075 · 105 Pa. Není vhodný pro Mount Everest, tlakový hrnec ani hluboký podtlak.
Závislost teploty varu vody na tlaku
| Tlak [kPa] | Teplota varu [°C] | Příklad použití |
|---|---|---|
| 2,3 | 20 | var při pokojové teplotě v silném podtlaku |
| 31 | 69–70 | přibližně vrchol Mount Everestu |
| 50 | 81 | nízký tlak / vysoká nadmořská výška |
| 70 | 90 | vysokohorské podmínky |
| 90 | 97 | přibližně kolem 1 000 m n. m. |
| 101,325 | 100 | standardní atmosférický tlak |
| 150 | 111 | mírně zvýšený tlak |
| 200 | 120 | tlakový hrnec, asi 2 atm absolutně |
Závislost teploty varu vody na tlaku
Zdroje: Mikulčák a kolektiv. Matematické, fyzikální a chemické tabulky pro střední školy. Praha: SPN Praha, 1988
Doplňkové zdroje: NIST Chemistry WebBook – termofyzikální data vody; IAPWS IF97 – vlastnosti vody a vodní páry; Engineering ToolBox – bod varu vody podle výšky.
Teplota varu podle nadmořské výšky
S rostoucí nadmořskou výškou klesá atmosférický tlak, a tím i teplota varu vody. Pravidlo „asi 1 °C na 300 m“ je použitelné jen jako hrubý odhad v nižších a středních výškách.
| Výška [m n. m.] | Tlak [kPa] | Teplota varu [°C] |
|---|---|---|
| 0 | 101,3 | 100 |
| 1 000 | 90 | 97 |
| 2 000 | 80 | 93 |
| 3 000 | 70 | 90 |
| 5 000 | 54 | 83 |
| 8 848 | 31 | 69–70 |
Teplota varu v praxi
Vaření v horách
Ve vyšších nadmořských výškách vře voda při nižší teplotě. Na vrcholu Mount Everestu je tlak přibližně 31 kPa a voda tam vře zhruba při 69–70 °C. Přesná hodnota se mění podle aktuálního počasí a tlakového pole.
Nižší bod varu znamená, že voda sice vře, ale není tak horká jako v nížině. Proto se jídlo ve vysokých horách vaří déle a nápoj zalitý právě vroucí vodou má nižší teplotu.
Tlakový hrnec
V tlakovém hrnci se voda vaří při vyšším tlaku. Hodnota kolem 120 °C odpovídá přibližně 200 kPa absolutního tlaku, tedy asi dvojnásobku atmosférického tlaku. V praxi se u tlakových hrnců často uvádí přetlak nad atmosféru; ten je nutné odlišit od celkového absolutního tlaku.
Vyšší teplota urychluje tepelné děje při vaření. Konkrétní zkrácení doby ale závisí na typu potraviny, tlaku hrnce, velikosti kusů a způsobu ohřevu.
Var při pokojové teplotě
Při 20 °C je tlak nasycené vodní páry přibližně 2,3 kPa. Pokud okolní tlak klesne na tuto hodnotu nebo níže, může voda vřít i při pokojové teplotě. Při prudkém snížení tlaku se však voda intenzivně odpařuje, ochlazuje a v extrémním případě může část vody i zmrznout.
Souvislosti
Bod varu vody souvisí s tlakem, teplotou a dalšími vlastnostmi vody. Prakticky navazuje na stránky převody tlaku, převody teploty, hustota vody, viskozita vody a jednotky SI.
Časté otázky
- Při kolika stupních se vaří voda?
- Za standardního atmosférického tlaku 101 325 Pa (101,325 kPa, 1 atm) vře čistá voda při 100 °C. Ve vyšších nadmořských výškách, kde je nižší tlak, se voda vaří při nižší teplotě.
- Jaký je bod varu vody na Mount Everestu?
- Na vrcholu Mount Everestu (8 848 m n. m.) je atmosférický tlak přibližně 31 kPa. Voda tam vře zhruba při 69–70 °C. Přesná hodnota kolísá podle počasí a aktuálního tlaku.
- Může se voda vařit i při nižší teplotě než 100 °C?
- Ano. Voda vře, když tlak nasycené páry dosáhne okolního tlaku. Při 20 °C je tlak nasycené vodní páry asi 2,3 kPa, takže při takovém podtlaku může voda vřít i při pokojové teplotě.
- Při jaké teplotě vře voda v tlakovém hrnci?
- V tlakovém hrnci voda obvykle vře přibližně při 115–121 °C podle konstrukce a tlaku. Hodnota kolem 120 °C odpovídá asi 200 kPa absolutního tlaku, tedy zhruba dvojnásobku atmosférického tlaku.
- Jak závisí bod varu vody na nadmořské výšce?
- S rostoucí nadmořskou výškou klesá atmosférický tlak, a proto klesá i bod varu vody. V nižších a středních výškách lze orientačně počítat s poklesem asi 1 °C na 300 m; přesnější hodnota závisí na aktuálním tlaku.