Почему закипает вода: ❶ Почему вода закипает 🚩 вода кипит при 🚩 Наука 🚩 Другое

Содержание

❶ Почему вода закипает 🚩 вода кипит при 🚩 Наука 🚩 Другое

Давайте проследим за процессом кипения, начиная с того момента, когда на нагретом дне сосуда (кастрюли или чайника) образуются первые пузырьки. Кстати, а почему они образуются? Да потому, что тонкий слой воды, непосредственно соприкасающийся с дном сосуда, нагрелся до температуры 100 градусов. И, согласно физическим свойствам воды, начал превращаться из жидкого состояния в газообразное.

Итак, первые пузырьки, пока еще маленькие, начинают медленно всплывать – на них действует выталкивающая сила, по-другому называемая Архимедовой – и почти сразу же снова опускаются ко дну. Почему? Да потому, что сверху вода еще недостаточно прогрета. Соприкоснувшись с более холодными слоями, пузырьки как бы «сморщиваются», теряют объем. И, соответственно, тут же уменьшается Архимедова сила. Пузырьки опускаются на дно, и «лопаются» от силы тяжести водяного столба.

Но нагрев продолжается, все новые и новые слои воды принимают температуру, близкую к 100 градусам. Пузырьки уже не опускаются на дно. Они стремятся достичь поверхности, но самый верхний слой еще существенно холоднее, поэтому, соприкоснувшись с ним, каждый пузырек снова уменьшается в размерах (из-за того, что часть водяного пара, заключенного в нем, охлаждаясь, превращается в воду). Из-за этого он начинает опускаться вниз, но, попав в горячие слои, уже принявшие температуру 100 градусов, опять увеличивается в размерах. Поскольку сконденсированный пар снова становится паром. Огромное количество пузырьков снуют то вверх, то вниз, попеременно уменьшаясь и увеличиваясь в размерах, производя характерный шум.

И вот, наконец, наступает момент, когда вся водяная толща, включая самый верхний слой, приняла температуру 100 градусов. Что будет происходить на этом этапе? Пузырьки, поднимаясь кверху, беспрепятственно достигают поверхности. И вот тут-то, на границе раздела двух сред, происходит «бурление»: они лопаются, выпуская на свободу водяной пар. И этот процесс при условии постоянного нагрева будет продолжаться до тех пор, пока вся вода не выкипит, перейдя в газообразное состояние.

Следует учесть, что температура закипания зависит от атмосферного давления. Например, высоко в горах вода кипит при температурах меньших, чем 100 градусов. Поэтому жителям высокогорий требуется гораздо больше времени для того, чтобы сварить себе пищу.

«Почему вода закипает?» – Яндекс.Кью

Вода, как и вообще всё в этом мире, состоит из молекул. Молекула — это самый маленький кусочек какого-то вещества, например, воды, воздуха или металла.

Пока вода холодная, молекулы в ней связаны между собой. Поэтому, кстати, вода умеет собираться в капли или в струи. Когда воду в кастрюле или чайнике нагревают, молекулы воды в ней от энергии тепла начинают двигаться, вибрировать. Чем сильнее нагревается вода, тем сильнее и энергичнее двигаются молекулы.

Представь, что ты и еще несколько человек взялись за руки и сделали «цепочку» из людей. Примерно так:

Теперь пусть кто-то один начинает быстро и сильно метаться туда-сюда.

Остальным будет сложнее удерживать цепь целой. А уж если все начнут двигаться в разные стороны, то цепь неминуемо порвётся.

Во время кипения происходит именно это. Молекулы начинают двигаться в разные стороны так сильно и быстро, что связь между ними нарушается. Ученые говорят, что вещество переходит в другую фазу. Твердое вещество плавится и становится жидким. А жидкое становится газообразным. Т.е. вода при кипении переходит в газообразное состояние — пар. Молекулы воды в виде пара собираются в пузырьки, которые всплывают на поверхность воды.

Именно этот процесс мы называем кипением.

что это такое, при каких условиях кипит и как это определить, как быстро остывает после закипания?

Что это за явление?

foto23221-2Кипение — это процесс перехода воды из жидкого агрегатного состояния в газообразное, то есть ее превращение в пар.

От обычного испарения оно отличается высокой степенью интенсивности: если на испарение воды может потребоваться несколько дней или недель, то выкипеть такой же ее объем сможет за считанные часы.

При необходимости ёмкость можно прикрыть, тогда часть пара будет конденсироваться обратно, становясь капельками воды.

Процесс кипения условно можно разделить на два этапа:

  1. сначала вода нагревается до нужной температуры (при нормальном атмосферном давлении — это 100 градусов Цельсия),
  2. потом происходит её превращение в пар, в течение которого показания термометра уже не меняются.

Однако источник тепла нужен даже на этой стадии, ведь парообразование тоже требует энергетических затрат.

Какие факторы влияют на закипание?

На кипение влияет множество факторов:

  • количество воды;
  • наличие примесей;
  • емкость, в которой она содержится;
  • температура окружающей среды;
  • высота, где происходит кипячение;
  • давление атмосферы;
  • мощность источника тепла.

Чем выше изначальная температура воды и воздуха вокруг, тем быстрее начнётся кипение: на нагревание будет затрачено меньше энергии, а значит, меньше времени уйдёт на её получение.

Также часть тепла забирает ёмкость, в которой содержится вода, ведь она должна дойти до нужной температуры ещё раньше, чем ее содержимое. Поэтому посуда с более тонкими стенками, сделанная из легко проводящего тепло материала, например, металла, лучше подходит для кипячения.

От массы, а значит и от объёма вещества, кипение находится в обратной зависимости. Чем больше вес, тем больше энергии требуется на его нагревание, тем дольше будет необходимо ждать.

foto23221-3При прочих равных условиях вода без соли и других примесей закипает несколько быстрее, чем солёная. Однако, если концентрация соли очень низкая, этой разницы может быть практически незаметно.

Давление также влияет на процесс. Чем оно выше, тем дольше будет закипать вода, потому что давление атмосферы как бы удерживает пузырьки газа внутри, а испаряться она начинает тогда, когда давление пара уравнивается с атмосферным.

Соответственно, влияние оказывает также высота, на которой происходит кипячение, ведь с высотой давление уменьшается, как и температура кипения, потому что слой атмосферы сверху становится тоньше.

Эта разница мало заметна, если сравнивать первый этаж жилого дома с пятым, однако становится ощутима, если речь идёт, например, о подъеме в горы.

В вакууме температура кипения всех веществ очень сильно снижается из-за понижения давления, обычно отличие составляет 100-200 градусов. Для воды она стремится к нулю по мере уменьшения количества воздуха, оставшегося в сосуде.

Не менее важны характеристики источника тепла. Чем больше его мощность, то есть количество выделяемой им энергии за единицу времени, тем быстрее идет процесс кипячения. На практике это означает, что на более сильном огне или при большей температуре конфорки на электроплите вода закипит скорее.

Сколько по времени закипает?

Становится понятно, что время кипения сильно зависит от условий, при которых оно происходит.

Чтобы узнать количество времени (секунд) точно до закипания, можно воспользоваться формулой: t= (c1m1t°C1+ c2m2t°C2 +Lm) / N

Величины:

  • foto23221-4c1, L — табличные величины, теплоемкость и удельная теплота парообразования воды;
  • m1 — ее масса;
  • t°C — разница между изначальной и нужной для кипения температурой;
  • N — мощность нагревательного прибора;
  • m2 и c2 — характеристики емкости, в которой проводится кипячение (масса и теплоемкость).

Даже эта формула учитывает не все, ведь также существуют потери тепла, которое уходит в окружающую среду.

Однако такая точность редко бывает нужна в быту, кроме того, необходимые данные для расчётов получить затруднительно. Чаще всего кипение литра воды на плите при достаточно большом огне занимает около 10 минут. Здесь некоторую роль играет материал, из которого сделана посуда. Быстрее всего нагревается металл.

Как понять, что жидкость кипит?

По мере приближения к точке кипения в воде появляется все больше пузырьков. Сначала их можно увидеть на стенках сосуда, а потом они начинают всплывать на поверхность, отчего она становится неровной. Пропустить этот момент сложно из-за характерного бурления.

Присмотревшись, над поверхностью воды можно будет увидеть поднимающийся пар. Если нет цели заставить воду выкипать, стоит снять её с плиты.

Даже спустя некоторое время после этого испарение будет продолжаться, потому что температура не сразу опустится ниже точки кипения. Например, от чашки горячего чая еще некоторое время идет пар.

Как быстро остывает после?

foto23221-5Остывание зависит от тех же факторов, что и нагрев: от объема, температуры окружающей среды.

Например, электрочайник, вскипевший за пять минут, будет остывать около двух часов, чтобы дойти до комнатной температуры.

Если объем воды большой, то остывание при прочих равных займет более длительный промежуток времени, а чем холоднее воздух вокруг, тем быстрее охладится и сам кипяток. Его температура будет опускаться до того момента, пока не сравняется с окружающей.

Нюансы процесса

Кипение воды в чайнике и кастрюле немного различается между собой, но в обоих случаях оно происходит при 100 градусах. Рассмотрим особенности каждого процесса.

В чайнике

В электрическом чайнике процесс пойдёт быстрее, чем при кипячении в кастрюле, он займёт 3-4 минуты, точное время зависит от конкретной модели и ее мощности. Не потребуется даже выключать прибор – он сделает это автоматически.

Обычный чайник несильно отличается от металлической кастрюли похожей конфигурации и размера, поэтому время закипания у них приблизительно одинаково.

Свист, которым чайник оповещает, что вода кипит, связан с прохождением пара через крышку на его носике.

В кастрюле

foto23221-6При таком способе кипячения ждать потребуется дольше – около 10 мин. Лучше всего подойдет металлическая кастрюля, она нагреется быстрее, чем емкости из других материалов.

Не стоит наполнять ее до самого верха, потому что в таком случае при кипении брызги будут выплескиваться на плиту. Момент закипания сопровождается громким бурлением. Почти сразу после этого воду можно выключать.

Если накрыть кастрюлю крышкой, можно ускорить нагрев и закипание воды, потому что снизится количество тепла, уходящего в окружающую среду. Однако желательно оставить щель, через которую будет выходить пар.

Видео по теме статьи

О кипении жидкости расскажет видео:

Заключение

Хотя с точки зрения физики кипение — далеко не самый сложный процесс, говорить о нем можно долго, так как он связан со множеством факторов, под воздействием которых особенности его протекания несколько отличаются.

Даже общие знания из этой области могут быть полезны и найдут практическое применение, ведь в быту с необходимостью вскипятить воду регулярно сталкивается каждый.

почему вообще кипит в таких условиях, при какой температуре и давлении закипает (данные в таблице)?

Что считать вакуумом?

foto15933-2Слово «вакуум» означает абсолютную пустоту, или пространство, свободное от вещества. Когда нет вещества, нечему и кипеть.

В науке и технике под ним понимают пространство, где давление значительно ниже атмосферного.

Критерием глубины вакуума является степень разрежения. Она определяется отношением давления в объеме к величине атмосферного. Единица измерения, принятая международной системой мер – Паскаль, но применяются и другие.

Нормальное атмосферное давление, измеренное на уровне моря, принято равным 760 мм ртутного столба, или 101325 Па. Например, разрежение, при котором давление равно 100 Па, считается низким,  0,00001 Па – высоким.

Как кипит h3O в таких условиях?

В любом сосуде, заполненном водой, всегда присутствуют частички воздуха. Они остаются на микроскопических трещинах, имеющихся на стенках емкости. По мере нагрева пузырьки увеличиваются, и становятся видимыми невооруженным взглядом, особенно на стенках сосуда и его дне. По сути, это капли насыщенного пара, растворенные в воде.

На определенном этапе пузырьки под действием силы Архимеда начинают выталкиваться наружу. Вода бурлит, но еще не кипит. Это связано с тем, что нагрев происходит неравномерно.

Когда температура на дне сосуда уже достигла 100 °C, а на поверхности воды ещё нет, сила поверхностного натяжения и атмосферное давление препятствуют выходу частиц за пределы емкости. Они возвращаются назад, теряя температуру.

Когда степень нагрева поверхностного и придонного слоя выравнивается, вещество закипает. В вакууме частицам легче покинуть объем сосуда. Этому препятствует только поверхностное натяжение, поэтому кипение начинается при более низкой температуре.

Почему может кипеть при отрицательных температурных значениях?

Когда среда разрежена, вода закипает раньше. Кипение начнется, как только разрежение достигнет величины, при которой температура кипения становится меньше температуры окружающей среды.

Ниже в таблице приведены округленные данные зависимости температуры кипения от давления.

Давление, PaТемпература кипения воды
°C°F°K
101 325100212373
84 66095205368
70 06090194363
47 34080176353
31 55070158343
19 90060140333
12 30050122323
7 35040104313
4 2303086303
3 3802780300
3 0482576298
2 7102272295
2 3702069293
2 0301864291
1 6701559288
1 3501253285
1 010745280
605032273
340-621267
170-156258
35-31-24242
0,16-47-35226
0,3-51-60222
0,03-56-70217

Вода, отдавая пар, остывает. Он конденсируется и возвращается обратно в жидкое состояние. При дальнейшей откачке воздуха разрежение становится таким, что h3O мгновенно вскипает.

Температура понижается до отрицательной, водяной пар кристаллизуется, образуя лед. Поскольку это сопровождается увеличением объема, образованию льда препятствует внешнее давление.

Чем оно меньше, тем раньше образуется лед. Поэтому, даже при низком разрежении вода неизбежно превратится в пар, затем в лед.

Как быстро закипает?

foto15933-3Все зависит от степени разрежения. При недостаточной откачке воздуха холодная вода кипеть не будет.

Как только его станет меньше, она начнет переходить в паровую фазу.

Происходить это будет длительное время из-за конденсации. Теоретически можно достичь динамического равновесия, когда скорость испарения и скорость конденсации водяного пара равны.

При высоком разрежении закипание наступит практически мгновенно. Затем пар кристаллизируется из-за понижения температуры до отрицательного значения. Этот процесс тоже не займет много времени. Теплопроводность пара значительно выше, чем у воды, остывает он быстрее.

Полезное видео

Наглядно кипение воды в вакууме представлено в видео:

Заключение

Исследования поведения воды в условиях разреженного воздуха очень важны. К примеру, в освоении космического пространства. Там процессы происходят в безвоздушной среде, атмосфера как таковая отсутствует. Есть и другие области деятельности человека, где без таких знаний не обойтись.

как понять, что закипает, при скольки градусах образуются пузырьки, как выглядит кипящая жидкость?

От чего зависит вскипание жидкости?

foto15608-2Закипание жидкости напрямую зависит от температуры. Чем сильнее нагревается емкость, тем интенсивнее прогревается содержимое внутри нее.

За счет этого вода быстрее вскипает, достигнув температуры кипения.

Вскипание также зависит от давления воздуха, которое оказывается на поверхность. Если оно падает, то и температура закипания снижается. Вскипание наступает быстрее. Если давление увеличивается, то и температура вскипания уменьшается. Для закипания потребуется большее температурное воздействие.

Вскипание зависит также от диаметра дна кастрюли. Чем оно больше, тем скорее содержимое закипит внутри нее.

Многое зависит от вида применяемого источника нагревания. Вода вскипает через разный временной промежуток, если для ее нагрева используется газовая или электрическая плита.

При скольки градусах вскипает?

На газовой плите вода в таре для варки закипает что с открытой, что с закрытой крышкой при одном и том же температурном значении. Она составляет 100 С.

Крышка влияет на скорость вскипания. За счет нее между паром и водой сохраняется нужный теплообмен. Крышка задерживает нагретый воздух над водой.

Его молекулы не улетучиваются и не уносят энергию, которая была затрачена на нагрев. Она возвращается обратно в воду, и она быстрее достигает 100 С, после чего начинает кипеть.

foto15608-3При открытой крышке молекулы воздуха активно улетучиваются в помещение. Водная поверхность быстрее теряет энергию, идущую на ее нагрев.

Она не возвращается обратно в нее. Из-за этого она дольше достигает температуры в 100 С.

Вода закипает в таре на электроплите что с открытой, что с закрытой крышкой при 100 С. Как и в случае с газовой плитой играет роль не разный температурный показатель кипения воды, а теплообмен.

При закрытой крышке пар над водой интенсивнее передает ей энергию. Она быстрее достигает 100-градусного значения. При открытой крышке теплообмен низкий. Большая часть энергии улетучивается в пространство.

Сколько по времени занимает процесс на газовой плите, электроплите?

На закипание воды в емкости, греющейся на газу и электроплите, уходит разное количество времени. Пол-литра вскипает в таре на газовой плите примерно за 3 минуты.

На кипячение литра уходит чуть больше времени. Обычно вскипание начинается через 5 минут.

На электроплите вскипание происходит дольше. Пол-литра начинает кипеть только по истечении 5 минут после начала нагрева. Литр будет кипятиться еще дольше. На это уйдет около 7-8 минут.

Как ускорить?

Чтобы в емкости быстрее образовался кипяток, можно использовать следующие способы:

  1. foto15608-4Накрыть кастрюлю крышкой. Самый действенный вариант. Крышка не позволит теплу уходить в помещение. Теплоотдача останется высокой. Воде потребуется меньше времени для закипания.
  2. Использовать кастрюлю с широким днищем. Чем больше диаметр емкости, тем скорее в ней начнется процесс кипения. В таре с широким дном нагрев более равномерный.
  3. Использовать самую большую по размеру газовую или электрическую конфорку. Чем больше по диаметру нагревательный источник, тем интенсивнее будет прогреваться дно емкости.

Соль не ускоряет закипание воды. Она лишь вызывает кратковременный эффект появления пузырьков в ней. Особенно это видно при добавлении соли в уже сильно нагретую воду. Но на время ее закипания это не влияет.

Как определить, что скоро закипит?

Незадолго до начала кипения на дне емкости начинают появляться мелкие пузырьки, наполненные воздухом. С каждой секундой их становится все больше.

Они возникают по всему дну емкости. Также они появляются на части боковых стенок тары. Особенно на участках, расположенных близко ко дну емкости.

Перед началом процесса мелкие пузырьки начинают активно подниматься вверх и лопаться на поверхности. На дне емкости формируются уже более крупные пузыри, а мелких становится значительно меньше. Над водой в это время возникает пар.

Как выглядит кипящая h3O?

foto15608-5Кипяток очень подвижен. На дне тары постоянно образуются крупные пузырьки. Они поднимаются вверх в виде вертикальных столбцов.

На поверхности они быстро лопаются. Некоторые из них какое-то время плавают на поверхности, соединяясь с другими пузырями и лопаясь.

Кипяток в кастрюле бурлит. Над ним непрерывно возникают столбы пара.

Какова температура пара и емкости?

Пар, формирующийся над кипящей водной поверхностью, хорошо проводит тепло. Он нагревается до 100 С. Но такая его температура только у самой водной поверхности. После выделения на поверхность пар стремительно охлаждается. Его градусы падают. Чем дальше от кипящей поверхности, тем меньше градусов становится у пара.

Температура емкости, в которой происходит кипение, составляет те же 100 С. При данном значении посуда отдает воде нужное для закипания количество тепла. При длительном кипении дно емкости нагревается свыше 100 С.

Если у емкости толстые стенки, то ей для закипания воды внутри нее нужен нагрев чуть более 100 С. Она может разогреться и до 110 С, прежде чем содержимое внутри нее начнет кипеть.

Заключение

Кипение жидкости в посуде для варки зависит от температуры и давления. Она закипает при нормальном давлении при 100 С, если кипятится на газовой или электрической плите. Наличие крышки ускоряет время начала кипения.

Вода в таре на газу закипает быстрее, чем на электроплите. Предвестниками кипения являются мелкие пузырьки, формирующиеся на дне кастрюли. Кипяток активно бурлит, а над его поверхностью непрерывно образуется пар.

При кипении дно посуды нагрето до 100 С. Если процесс длительный, то посуда перегревается свыше 100 С. Температура пара над поверхностью составляет 100 С.

при скольки градусах закипает, почему иногда подпрыгивает крышка и т.д.

От чего зависит закипание в домашних и других условиях?

foto14993-2Кипением называется усиленное образование пара в массе и на поверхности воды.

Однако традиционное испарение вещества происходит при любых условиях. Закипание же происходит только по достижении определенных условий – температуры и внешнего давления.

Например, для воды в нормальных условиях (760 мм. рт. ст.) этот показатель равняется 100С. С другой стороны, он легко изменяется. Кроме того, на точку кипения влияют различные, растворенные в воде примеси. В большинстве случаев это соли – естественные, придающие жесткость, либо искусственно добавленные, например, пищевая поваренная.

Отметка в 100С – приведена для дистиллированной h3O в нормальных условиях. Стандартно используемая вода – из водопровода, ручья, озера, колодца и т. д. – в действительности является водным раствором различных солей. Поэтому температура ее закипания несколько выше справочного значения.

На существенных возвышенностях, ввиду падения атмосферного давления, кипение начинается раньше. Однако процесс варения – как способ приготовления пищи – не становится быстрее, а, напротив, возрастает и становится затрудненным.

Каждые 300 метров подъема от уровня моря снижают точку закипания на один градус. Альпинисты знают, что высоко в горах котелок закипает при 85-90С и даже ниже.

Противоположный эффект возникает в естественных низменностях и при росте атмосферного давления – точка кипения превышает несколько привычный показатель.

При скольки градусах закипает?

Независимо от типа используемого прибора в нормальных условиях вода закипает при следующих значениях температуры (в наиболее распространенных единицах измерения):

Цельсия, 0СФаренгейта, 0FКельвина, К
100212373,15

Однако следует учесть, что в различных приборах, несмотря на одинаковую точку закипания, время для достижения процесса все же различное.

Например, быстрее всего вода закипит в современном электрическом чайнике в теплозащитном корпусе с мощным круговым ТЭНом на 2-3 кВт. Среднее значение по времени будет у обычного чайника с закрытой крышкой. Дольше всех придет к результату емкость без крышки.

Как с уменьшением давления снижается температура закипания, так с увеличением она возрастает. Этот принцип нашел практическое применение в кухонных приборах – скороварках.

Показатель кипения в них достигает рекордных для повседневных условий – 120-130С. Это позволяет ускорить процесс готовки пищи (в противоположность горной местности – когда кипит, но не варится).

За какое время?

Время закипания жидкости зависит сразу от нескольких факторов:

  • объема;
  • foto14993-3конструкции и материала емкости;
  • типа нагревателя и его характеристик;
  • исходной температуры;
  • сырая или кипяченая вода находится в чайнике;
  • атмосферного давления;
  • присутствие накипи на внутренних стенках;
  • наличия растворенных солей.

Обычный 2-х-литровый чайник на газовой конфорке справится с задачей в среднем за 15 минут. Стандартная электрическая модель потратит на эту процедуру примерно такой же период времени. Более совершенный электрочайник с мощной нагревательной встроенной поверхностью вскипит за 3-5 минут.

Современные водонагревательные приборы, такие как, кулеры, превращают холодную воду в кипяток мгновенно. Благодаря им чай, кофе и другой горячий напиток можно получить моментально.

Как определить, что h3O начинает кипеть?

Существует несколько способов проверить, что вода в чайнике вот-вот начнет кипеть:

  1. Постепенно нарастающий шум во время нагрева начинает утихать.
  2. Температура воды близка к точке кипения.
  3. На поверхность начинают всплывать и раскрываться большие пузыри пара.

Чайник или иная емкость для кипячения воды накрывается крышкой, чтобы повысить задержку тепла внутри. С открытой водной поверхности будут уходить частицы с максимальной энергией, уменьшая тем самым ее температуру и удлиняя период достижения точки кипения.

Какова t пара кипящей жидкости?

foto14993-4Образующийся во время кипения чайника пар имеет одинаковую температуру с кипящей водой. Так как вся энергия в этом процессе направлена именно на его превращение.

Поэтому пока вся жидкость не испарится, нагрев пара останется на одинаковом с ней уровне. При этом пар может получить дополнительную энергию, а значит, и повысить температуру, но только в замкнутом пространстве, например, в скороварке.

Факты и причины

С кипячением воды иногда возникают сложности и вопросы:

Почему иногда подпрыгивает крышка?

В некоторых случаях крышка чайника подпрыгивает во время кипения в нем воды.

Причин этому бывает несколько:

  1. Емкость заполнена до самого края. Поверхность бурлящей воды выталкивает крышку.
  2. Отверстия в крышке слишком малы и не рассчитаны на то, чтобы выпустить весь пар, образующий в чайнике. Во время интенсивного кипения паровое давление внутри превышает атмосферное. Крышка начинает приподниматься.
  3. Реальный объем налитой воды превышает оптимальный. Образуется пара больше, чем его могут выпустить технологические отверстия (носик, а также пазухи на крышке). В результате крышка выталкивается паровым давлением.

Вода сразу же перестает кипеть?

Процесс кипения динамичен – требует постоянного подвода энергии для поддержки заданной температуры.

Как только прекращается подача энергии на его нагревательный элемент, или чайник просто снимают с плитки, вода перестает получать необходимую энергию. На этом кипение прекращается, и начинается постепенный процесс остывания.

Электрический чайник не доводит влагу до кипения?

Причин того, почему электрический чайник выключается, не доводя воду до кипения, может быть несколько:

  1. foto14993-5Толстый налет накипи на ТЭНе. Это частая проблема старых чайников, а также когда в него заливают воду с повышенной жесткостью.

    Нагреватель достигает заданной температуры, но при этом вода из-за нарушенного теплообмена не доходит до точки кипения. В результате, термоэлемент-выключатель срабатывает преждевременно.

  2. Неправильно настроенный или бракованный выключатель. Контакты данного элемента могут быстро обгореть, если в его схеме используются некачественные или очень малого сечения проводники.
  3. Треснула емкость. Всего несколько капель воды, попавшие в нагревательный блок, выведут прибор из строя. Как правило, это частая проблема моделей с колбой из пластика или стекла.
  4. Разъединение проводки ТЭНа. В результате перегрева, некачественной проводки или изоляции, а также плохого крепления самого нагревателя места соединения проводов с ним могут ослабнуть, подгореть, окислиться и привести к сбою в его работе.
  5. Выход из строя предохранителя. Обычно размыкание контактов этой детали происходит при достижении температуры свыше 100С. В случае его неисправности, это может произойти при меньшем нагреве.

Кроме того, если используется стандартный чайник, причиной того, почему вода в нем нагревается, но никак не может закипеть, является неисправность самого электронагревательного прибора.

Часто электроплита ломается и перестает выдавать рабочую температуру, тем не менее, сохраняя минимальный, хотя и недостаточный для закипания нагрев.

Заключение

Закипание воды в чайнике зависит прежде всего от атмосферного давления и наличия растворенных солей. Стандартно кипение происходит при 100С. На время закипания влияет объем, свойства материала и характеристики конструкции емкости, тип и мощность нагревательного элемента.

Перед закипанием шум затихает, а пузыри увеличиваются в размере и достигают поверхности. При этом пар, образующийся из чайника, имеет одинаковую с кипящей водой температуру.

Ответ на вопрос: какая вода закипает быстрее — холодная или горячая?

Почему горячая закипит скорее?

foto15593-2Горячая вода закипает быстрее. Почему? Для ответа рассмотрим процесс кипения воды.

В h3O присутствуют молекулы воздуха, когда она нагревается, происходит его выделение. В результате на стенках и дне посуды, в которой кипятят, оседают пузырьки.

Это наблюдается при температуре 65-70 градусов по Цельсию. В процессе нагревания, параллельно с повышением температуры, они растут, так как внутри них происходит испарение.

Пока температура воды не достигла нужного значения, пузырьки разрушаются, до того, как успеют подняться до ее поверхности. Если нагревание продолжается, они всплывают до границы с воздухом и лопаются.

При этом наблюдается выпуск пара, находящегося в пузырьке. Все это сопровождается характерным шумом, напоминающим на слух легкий хлопок.

Очевидно, что закипит и выкипит, т.е. полностью превратится в пар, вода, изначально имеющая более высокую температуру.

Чем это обусловлено?

Горячая вода закипает быстрее холодной, так как для «запуска» процесса кипения ей нужно передать извне меньше энергии.

Сказанное верно, если процесс нагревания осуществляется в одинаковых сосудах и с помощью внешних источников энергии одинаковой мощности. В качестве последнего могут выступать газовые горелки, электроплиты и пр.

Какой должна быть температура жидкости для ускорения процесса?

foto15593-3Чем выше начальная температура воды, тем скорее она закипит.

В зависимости от внешних условий, это происходит при разной температуре. Так, вода кипит ста градусах при атмосферном давлении в 1 атмосферу или 760 мм.рт.ст. (норм. атмосферное давление).

Чтобы быстрее закипеть, она должна быть нагретой почти до 100 градусов.

Но не все так просто! Чем ниже показатель атмосферного давления в данной местности, тем скорее начинается кипение воды.

Так, в городке Эль-Альто, который расположен высоко в Андах (4 тысяч метров н.у.м.), атмосферное давление меньше нормы на 39%. Там достаточно довести температуру воды примерно до 85,5 градусов, чтобы она начала кипеть.

Чтобы иметь возможность готовить еду, для чего требуется более высокая температура, жители Эль-Альто кладут соль. Это немного задерживает закипание и позволяет продуктам развариться.

Что еще влияет на скорость закипания?

На этот показатель влияют:

  1. foto15593-4Наличие в воде примесей. Раньше закипит чистая. Перед закипанием молекулы примесей, не способных улетучиваться, занимают на поверхности место молекул воды, покинувших жидкость. Они тормозят процесс кипения.
  2. Атмосферное давление. Закипание происходит, когда давление внутри пузырьков становится равным атмосферному, и они получают возможность всплывать на поверхность.
  3. То, в какой, открытой или закрытой посуде происходит кипячение. В открытой посуде происходит испарение воды. При этом улетают молекулы с большей кинетической энергией. В результате внутренняя энергия воды уменьшается. Для закипания требуется ее повысить с помощью нагревателя. Для этого требуется время.

Заключение

Кипение — процесс, имеющий широкое применение в разных областях, от кулинарии, до сложных технологических операций в химической промышленности и в атомной энергетике. И вопрос относительно скорости закипания холодной и горячей воды хорошо изучен, не следует верить мифам.

Почему при кипении вода пузырится?

На днях мы гуляли по пастбищу Вондрополиса, когда услышали интересный разговор между коровой и лошадью:

Корова: Я так голоден, что могу съесть лошадь.

Лошадь: Эй! Это не смешно.

Корова: Извини. Просто шучу! Может, нам стоит пойти в сарай и наскрести немного еды.

Лошадь: Что мы будем подгонять? Мы не умеем готовить. Мы даже воду кипятить не можем!

В тот или иной момент вы, возможно, слышали, как кто-то говорил, что они настолько плохо готовят, что не умеют даже кипятить воду.Чтобы не вскипятить воду, действительно нужно уметь хорошо готовить.

В конце концов, когда дело доходит до кипящей воды, все, что вам нужно, — это кастрюля, полная воды, и немного тепла. При достаточном нагревании и времени этот безмятежный горшок с водой превратится в пузырящийся, кипящий котел, полный горячей, кипящей воды.

Кстати о пузырях, что именно за пузыри вы видите в кастрюле с кипящей водой? Некоторые люди считают, что это воздух, поскольку многие пузырьки, с которыми вы, возможно, знакомы, например мыльные пузыри, действительно наполнены воздухом.Другие считают, что водород или кислород улетучиваются в результате химического изменения природы воды при ее кипении.

Однако ни то, ни другое не соответствует действительности. Когда вы впервые нальете воду в кастрюлю и начнете ее нагревать, вы заметите пузырьки на стенках кастрюли. Эти пузыри действительно воздушные. В большей части воды растворено некоторое количество воздуха. Когда вы начинаете нагревать воду, растворенный воздух выходит из воды. Однако эти пузыри не связаны с кипящей водой.

Когда вода кипятится, она претерпевает физические, а не химические изменения.Молекулы воды не распадаются на водород и кислород. Вместо этого связи между молекулами воды разрываются, позволяя им физически превращаться из жидкости в газ.

Вы, наверное, уже знаете, что вода бывает трех видов: твердой, жидкой и газообразной. Твердая форма, известная нам как лед. Жидкая форма — это, конечно, вода. Газообразная форма — водяной пар. Водяной пар существует вокруг нас в воздухе почти все время. Мы просто этого не видим.

Чтобы преобразовать жидкость в газ путем кипения, жидкость необходимо нагреть до тех пор, пока давление пара в ней не станет равным атмосферному давлению.Для воды это происходит примерно при 212º F (100º C). Вот почему 212º F (100º C) считается точкой кипения воды. В действительности, однако, температура кипения воды может быть выше или ниже в зависимости от многих различных факторов, таких как высота, атмосферное давление и другие химические вещества, присутствующие в воде, и это лишь некоторые из них.

При кипячении воды тепловая энергия передается молекулам воды, которые начинают двигаться быстрее. В конце концов, у молекул будет слишком много энергии, чтобы оставаться соединенными в виде жидкости.Когда это происходит, они образуют газообразные молекулы водяного пара, которые всплывают на поверхность в виде пузырьков и перемещаются в воздух.

Вместо воздуха пузырьки в кипящей воде на самом деле состоят из воды — это просто вода в газообразном состоянии! То, что выглядит как горшок, полный воды и воздуха, на самом деле всего лишь горшок, полный воды в двух разных физических состояниях.

,

Меняется ли температура кипения воды с высотой? Американцы не уверены

СПОЙЛЕР ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Если вы еще не сделали этого, проверьте себя с помощью нашей новой викторины по научным знаниям. Обсуждаем один из ответов на вопросы ниже.

Это похоже на один из тех фундаментальных научных фактов: вода закипает при 212 градусах по Фаренгейту (100 градусам Цельсия), верно? Ну не всегда. Это зависит от того, где вы варите.

Фактически, вода в Денвере закипает при температуре около 202 градуса из-за более низкого давления воздуха на таких больших высотах.Согласно недавнему исследованию научных знаний исследовательского центра Pew Research, только 34% американцев знали, что вода в Майл-Хай-Сити закипает при более низкой температуре, чем в Лос-Анджелесе, который близок к уровню моря. На этот вопрос в нашей викторине правильно ответило меньшее количество людей: 26% сказали, что, по их мнению, вода в Денвере закипит при температуре выше , а 39% сказали, что она закипит при той же температуре в обоих местах.

Температура кипения воды или любой жидкости изменяется в зависимости от окружающего атмосферного давления.Жидкость закипает или начинает превращаться в пар, когда внутреннее давление пара становится равным атмосферному. Например, когда вы нагреваете чайник на плите, вы производите больше водяного пара; когда давление водяного пара повышается достаточно, чтобы превысить давление окружающего воздуха, начинают образовываться пузырьки и вода закипает.

Но давление падает по мере того, как вы набираете высоту — скажем, по дороге из Лос-Анджелеса в Денвер — потому что на вас давит меньше молекул воздуха. В Денвере атмосферное давление составляет всего около 12 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с 14.7 фунтов на квадратный дюйм в Лос-Анджелесе. При гораздо меньшем давлении вам не нужно прикладывать столько тепла, чтобы давление пара превышало окружающее атмосферное давление — другими словами, вода закипает при более низкой температуре. Помещение жидкости в частичный вакуум также снижает ее температуру кипения. Причина та же: удаляя часть воздуха, окружающего жидкость, вы понижаете атмосферное давление в ней.

В Ла-Ринконада, шахтерском городке в Перуанских Андах, который находится на высоте более 16 700 футов и является самым высоким постоянно заселенным городом в мире, вода будет кипеть при температуре около 181 градуса.Если бы вы собирались заварить себе чашку хорошего чая на пике Эвереста (29 029 футов), вам нужно было бы только довести воду до температуры около 162 градусов, чтобы она закипела. С другой стороны, в Долине Смерти, штат Калифорния, — самой низкой точке в США, на высоте 282 фута ниже уровня моря — вода кипит при температуре чуть выше 212 градусов.

Низкое атмосферное давление на большой высоте также влияет на приготовление пищи и выпечку, поэтому многие рецепты и смеси имеют особые «высотные» направления.Обычно готовка занимает больше времени на высоте более 3000 футов, и продукты обычно высыхают быстрее. Тесто поднимается быстрее (потому что газы расширяются больше), а жидкости в тесте испаряются быстрее.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о