smileitsmccheeze/iStock/GettyImages

Wanneer de omgevingsluchtdruk daalt, daalt ook de temperatuur die nodig is om een vloeistof te laten koken. Dit is de reden waarom koken op grote hoogte langer duurt:water kookt op een lagere temperatuur en houdt daardoor minder warmte vast, waardoor langere kooktijden nodig zijn om hetzelfde niveau van gaarheid te bereiken.

TL;DR

Het kookpunt stijgt met de atmosferische druk. Naarmate de druk afneemt, daalt de temperatuur die nodig is voor het koken, waardoor verdamping gemakkelijker wordt en er minder warmte nodig is om de kooktoestand te bereiken.

Dampdruk

De dampspanning van een stof is de druk die wordt uitgeoefend door de damp ervan in evenwicht met de vloeibare (of vaste) fase bij een gegeven temperatuur. In een afgesloten container met een halve liter water op kamertemperatuur verdampt het water bijvoorbeeld in het vacuüm en ontstaat er een dampdruk van ongeveer 0,03 atm (0,441 psi). Het verhogen van de temperatuur verhoogt de kinetische energie van de moleculen, en bijgevolg stijgt de dampdruk.

Moleculaire trillingen en energiedistributie

Alle moleculen trillen in willekeurige richtingen boven het absolute nulpunt. Naarmate de temperatuur stijgt, worden deze trillingen sneller. De verdeling van de snelheden is niet uniform:sommige moleculen bewegen langzaam, terwijl andere snel versnellen. De snelste bezitten, wanneer ze het oppervlak bereiken, voldoende kinetische energie om intermoleculaire krachten te overwinnen en naar de gasfase te ontsnappen. Deze selectieve ontsnapping zorgt voor verdamping en verhoogt de dampdruk.

Interactie tussen damp en atmosferische druk

In een vacuüm ondervinden verdampte moleculen geen weerstand en vormen ze vrijelijk een damp. In aanwezigheid van lucht moet de dampdruk echter hoger zijn dan de omringende atmosferische druk om de verdamping te laten plaatsvinden. Als de dampdruk lager is dan de omgevingsdruk, worden de moleculen die het vloeistofoppervlak verlaten, gebombardeerd door luchtmoleculen en terug in de vloeistof gedwongen, waardoor de verdamping wordt onderdrukt.

Koken onder verminderde druk

Een vloeistof begint te koken wanneer de dampdruk gelijk is aan de externe druk, waardoor dampbellen kunnen ontstaan en groeien. Bij hoge atmosferische druk kan een vloeistof extreem heet worden zonder te koken, omdat de omgevingsdruk ervoor zorgt dat de dampbellen niet uitzetten. Naarmate de omgevingsdruk daalt, belemmeren minder botsingen van luchtmoleculen de ontsnappende damp. Bijgevolg bereikt de vloeistof de kooktoestand bij een lagere temperatuur, waardoor koken gemakkelijker en vaak sneller gaat onder verminderde druk.