Aigua sobrecalentada

Gorcs a pressió contenen aigua sobrecalentada, que cou el menjar més ràpit que l'aigua hervir.

L'expressió aigua sobrecalentada es referix a l'aigua que la seua temperatura està compresa entre el punt d'ebullició (100 °C) i la temperatura crítica (374 °C) i que es manté líquida per efecte de la pressió. També es coneix com a aigua subcrítica i aigua calenta a pressió.

L'aigua sobrecalentada a que es referix el present artícul es manté líquida degut a que se somet a pressió quan sobrepassa el punt d'ebullició, o perque es calfa en un depòsit tancat, en un espai superior, a on l'aigua líquida està en equilibri en el vapor a pressió de saturació. No es tracta d'aigua a pressió atmosfèrica per damunt del seu punt d'ebullició normal, que no ha hervir, per la falta de llocs de nucleación (lo que a voltes ocorre quan es calfen de líquits en el microones) para la que també s'utilisa el terme sobrecalfament.

Moltes de les propietats anómales de l'aigua es deuen a enllaços d'hidrogen molt forts. En una àmplia gama de temperatures de sobrecalfament, els enllaços d'hidrogen es trenquen, canviant les seues propietats més de lo que normalment s'esperaria per mig d'un aument de temperatura per sí solament. L'aigua es convertix de fet en menys polar i es comporta més com un dissolvent orgànic, com el metanol o l'etanol. En ella aumenta notablement la solubilitat dels materials orgànics i gasos, i pot actuar com un dissolvent, reactiu o catalisador en aplicacions industrials i d'anàlisis, inclosa la destilació, reaccions químiques i la neteja.

Canvi de les propietats en la temperatura

Tots els materials canvien en la temperatura, pero els canvis que mostra l'aigua són molt majors de lo esperat a partir de l'aument de temperatura per sí solament. la viscosidad i la tensió superficial de l'aigua baixen i la difusividad aumenta, en aumentar la temperatura. l'autoionisació de l'aigua aumenta en la temperatura, i la pKw a 250 °C està més prop d'11 que el més familiar 14 a 25 °C. Això significa que la concentració de ions hidronio (H3 O+) és més alta, i per lo tant el pH és menor (encara que el nivell d'hidròxit (OH-) s'incremente en la mateixa cantitat lo que deuria supondre que l'aigua seguixca sent neutral). També aumenta en la temperatura el calor específica a pressió constant, des de 4,187 kJ/kg a 25 °C a 8,138 kJ/kg als 350 °C. la constant dielèctrica (permitividad relativa) disminuïx significativament a mida que aumenta la temperatura, que té un efecte important sobre el comportament de l'aigua a altes temperatures.

Explicació del comportament anómal

L'aigua té una molècula polar, en la que els núcleus de càrrega positiva i negativa se separen. Si s'aplica un camp elèctric, les molècules s'alineen en el camp. En l'aigua, l'extensa ret dels ponts d'hidrogen tendix a opondre's a esta alliniació, i el grau en que açò ocorre es medix per la permitividad relativa. En l'aigua, els canvis de polaridad es transformen ràpidament en canvis de l'orientació dels enllaços d'hidrogen enllaçats, i per lo tant l'aigua té una permitividad relativa alta, al voltant de 80 °C a temperatura ambiente. Açò permet a l'aigua dissoldre les sals, ya que el camp elèctric d'atracció entre els ions es reduïx en al voltant de 80 °C voltes. A mida que aumenta la temperatura, el moviment tèrmic de les molècules trastorna la ret d'enllaços d'hidrogen, i per lo tant disminuïx la permissivitat relativa en la temperatura, a al voltant del 7 °C a la temperatura crítica. A 205 °C, la constant dielèctrica relativa es reduïx a 33 °C, la mateixa que el metanol a temperatura ambiente. Aixina, entre 100 °C i 200 °C l'aigua es comporta com una mescla d'aigua i metanol. La ruptura dels enllaços d'hidrogen també és causa de gran part del comportament anómal de l'aigua sobrecalentada, aixina com de l'energia extra que deu suministrar-se per a trencar eixos enllaços (aument del calor específica), i de que les molècules es moguen més lliurement (efectes en la viscosidad, la difusividad i la tensió superficial)