Kemičar u kući (#68): tajne vrele vode

U serijalu „Kemičar u kući“ objavljujemo kemijske zanimljivosti iz svakodnevnog života. Želimo vam pokazati kako znanje kemije može svakome, pa i ne-kemičaru, pomoći u svakodnevnom životu.

Nenad Raos nedjelja, 11. rujna 2022. u 06:00

Koja je prva znanstveno-popularna knjiga iz kemije na hrvatskom jeziku? Naslov joj je „Lučba za svakoga ili popularna kemija“. Izdala ju je Matica hrvatska, 1881. godine. Njezin autor, Bogoslav Šulek, nije Hrvat nego Slovak, a nije ni kemičar nego lingvist (polihistor). Čudno da čovjek humanističkog obrazovanja i usmjerenja piše knjigu iz kemije, pa bila ona i popularna. No ima za to dobar razlog. Bogoslav Šulek nas je zadužio prvom sustavnom kemijskom nomenklaturom i terminologijom na hrvatskom jeziku koju je, s terminima iz drugih područja znanosti, objavio u „Hrvatsko-njemačko-talijanskom rječniku znanstvenoga nazivlja“ sedam godina prije spomenute knjige, naime 1874. U rječniku nalazimo hrvatska imena kemijskih elemenata („kisik“, „vodik“, „dušik“), no i imena koja se danas više ne koriste ili se nikad nisu koristila („sičan“ za arsen, „lužik“ za kalij, „glin“ za aluminij, „sladik“ za berilij i dr.). No što piše u toj već stoljeće i pol staroj knjizi?

U njoj ćemo naći jako malo od kemije koja se uči i koja se onda učila. Knjiga nije udžbenik, ona nije namijenjena općem kemijskom obrazovanju, nego se obraća kuharicama, domaćicama i težacima kako bi se lakše snašli u svijetu kemijskih promjena, koji je svuda oko svakoga, pa bio taj i posve neuk u prirodnim znanostima te svijet kemije ne vidio ili za njega ne mario. Riječ je dakle o knjizi punoj praktičnih savjeta za svakodnevni život. No jedan savjet se ponavlja kao lajtmotiv kroz cijelu knjigu. Domaćice, kaže Šulek, troše (pre)mnogo drva za kuhanje i to bez ikakve potrebe.

Kada kuhaju juhu, stalno pod loncem lože vatru da bi se juha brže skuhala i bila što ukusnija. Tako bez ikakve potrebe troše drva. Juhu čim zakuha treba ostaviti na slaboj vatri, tek toliko da se ne ohladi. Još bolje, lonac treba staviti u slamu, krpe ili slično izolacijsko sredstvo, kako to čine Šveđani. (U to su doba Skandinavci bili u modi zbog svoje umnosti.) Juha od sve te silne pare koja se stvara u loncu – kao u parnom kotlu! – neće biti ni jedan stupanj toplija, neće se ni minutu prije skuhati. Samo će kuharica imati više posla, a onaj tko njezino kuhanje plaća - veći trošak.

Razlog tome nije teško dokučiti. Voda ima toplinski kapacitet, ali i latentnu toplinu isparavanja (i latentnu toplinu taljenja). Da bi se ugrijao kilogram vode za jedan stupanj Celsiusa treba utrošiti jednu kilokaloriju (1 kcal) ili 4,1868 kJ energije. Da povisimo dakle temperaturu litre vode od temperature vodovoda (10 oC) do temperature vrenjanja (100 oC) trebat ćemo utrošiti 90 kcal ili 377 kJ (0,1 KWh) energije. No ako dalje grijemo vodu, temperatura joj se neće, kao što rekoh, povisiti, ali će nastajati para. Za pretvaranje jedne litre vode u paru treba utrošiti 539 kcal ili 2.257 kJ (0,6 kWh) energije. Ispari li iz lonca pola vode, potrošili smo 75 % energije uzalud.

Ušteda energije pri kuhanju svodi se dakle najvećim dijelom na sprječavanje isparavanja. No i taj pojam, pojam isparavanja, često dovodi do zabune jer se (krivo) misli da voda isparava samo dok vrije, kada se u njoj vide mjehurići pare. Nije tako. Voda isparava pri svakoj temperaturi, pa i na temperaturi kada više nije tekuća, kad od nje nastane led. Voda vrije zato što je tlak vodene pare jednak vanjskom tlaku, pa stoga u njoj mogu nastati mjehurići pare. Voda može vreti pri svakoj temperaturi, to višoj što je tlak zraka viši. Na toj se pojavi temelji brzokuhajući lonac, ali i savjet da lonac uvijek treba imati poklopac. Jer dok je para pod poklopcem, tlak pare u zraku bit će viši od tlaka pare vode pri temperaturi kuhanja. Stoga neće doći do isparavanja, a time ni do gubitka topline.

Kada sve to pročitamo, vidimo da troškove plina ili struje u kućanstvu možemo smanjiti na polovinu samo ako svaki lonac poklopimo poklopcem i gasimo plamen kada voda u loncu provrije. Još se više može uštedjeti ako kuhamo jela u jednom loncu, poznati njemački Eintopfessen, jer tako se, u jednom loncu, jedino smjelo kuhati u Njemačkoj za vrijeme rata. Jela iz jednoga lonca nalazimo svuda po svijetu, od mađarskog gulaša i paprikaša, bosanskog lonca, slavonskog čobanca, dalmatinske pašte fažol, srpskog pasulja i japanskog sukijakija.  

No koliko god se Bogoslav Šulek ljutio na neuke seljanke kojima nikako u glavu ne ide kako se kuha juha, ipak se mora reći da i u tome ima nešto. Žganci se skuhaju za pet minuta ako se krupica ubaci u kipuću vodu, a onda se lonac grije da kroz njega prolazi para (uz marno miješanje, razumije se). Riječ je o tome da se žganci tako griju na temperaturu višu od vrelišta vode. Prije svega dno lonca, s kojim dolaze u dodir, ima temperaturu višu od 100 oC, a i para koja se pri dnu lonca stvara je toplija jer je tlači kukuruzna kaša. 

Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu te, naravno, Bug online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među kojima treba izdvojiti knjigu „Metali života – metali smrti“ u kojoj piše o metalima korisnim i štetnim za zdravllje (željezo, bakar, živa, olovo, arsen...). Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.