Меню

В чайнике закипела вода при нормальном атмосферном давлении выберите

Физическое явление, знакомое каждому: кипение воды и его особенности

Существует множество физических явлений, над которыми обычно никто не задумывается — настолько они стали привычны и обыденны.

Однако иногда бывает полезно узнать о них подробнее. Одним из таких явлений является кипение воды.

Что это за явление?

Кипение — 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.

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.

При 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.

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.

Величины:

  • c1, 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).
Читайте также:  Какова величина порога слышимости по звуковому давлению

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.

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?

Остывание 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.

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

В кастрюле

При 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.

Читайте также:  Применение труб напорных полиэтиленовых низкого давления

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

Источник

При какой температуре закипает вода в чайнике: разбираемся с тонкостями

Современные электрические агрегаты вскипятят воду за 2-3 минуты. У наплитных чайников продолжительность нагрева чуть дольше. О том, что вода готова, известит свисток, бульканье и вырывающийся из-под крышки или из носика пар. «Умные» приборы отключатся сами.

Из школьного курса физики все знают, что температура кипения воды в чайнике равняется ста градусам, и если «пошел» пар и свист, то пора доставать заварку. Но бывают ситуации, когда вода не закипает, электрический прибор отключается раньше времени или, наоборот, продолжает работать. Почему это происходит и как решать проблему, читайте в нашем материале.

Особенности процесса

Основная функция чайника — вскипятить воду для чая, кофе или каких-то других нужд. Вне зависимости от используемого прибора (электрического устройства из нержавейки или стекла, эмалированной модели для газовой или электроплиты), вода начинает закипать при достижении значения 100 ºC.

На заметку! Значение по шкале Кельвина — 373,15 K, по Фаренгейту — 212 °F.

Но это верно лишь при нормальном внешнем давлении (760 мм ртутного столба) и отсутствии в жидкости примесей. Изменение (снижение) давления влияет на точку кипения, и вода в населенном пункте, расположенном существенно выше уровня моря, закипит при 80-90 ºC.

Наоборот, в условиях повышенного давления содержимое начнет бурлить при температуре, которая будет выше стандартной. Точные значения зависят от конкретных ситуаций.

Неодинаков и показатель времени, и выше уже отмечалось, какие чайники закипят быстрее. Помимо особенностей конструкции, на фактор скорости влияют:

  • объем резервуара;
  • примеси в воде (растворенные соли);
  • накипь (при «заросших» известковым налетом стенках или спирали кипятка придется дожидаться дольше);
  • начальной температуры.

При подготовке к чаепитию необходимо учитывать эти моменты.

Почему чайник не закипает в положенное время

Такие привычные действия: нажать рычажок или кнопку, вставить вилку в розетку, водрузить на плиту, предварительно залив в емкость воду. Остается дождаться сигнала, автоотключения или бурления пузырьков с паром и можно приступать к чаепитию.

Но бывает так, что время ожидания затягивается, кипяток «запаздывает». Причины следующие:

  • неисправность чайника;
  • толстый слой известковых отложений на нагревательных элементах (термостат отключается раньше, чем достигается уровень кипения, вода лишь подогревается);
  • неисправность конфорки (если используется наплитная модель).

Особенно часто выходят из строя дешевые электрические приборы, оснащенные открытой спиралью. Энергии хватает лишь на нагрев содержимого емкости, вода остается теплой или слегка горячей, кипения нет.

Выход: найти проблему и устранить (очистить от накипи, заменить ТЭН или сам прибор).

Нагрев воды для разных сортов и не только

Разобравшись с кипением, переходим к особенностям заваривания разных видов чая. Гуру знают, что не для всех сортов годятся стандартные сто градусов (кипяток). В случаях с приготовлением неферментированного белого, зеленого, цветочного напитка кипящая вода лишь навредит вкусу чайного букета.

Читайте также:  Динамическое и статическое давление воздуха это

Залив листья зеленого чая водой из только что вскипевшего прибора, рискуете получить пресную или терпкую бурду, а не ароматную живительную влагу. Напиток потеряет не только вкус, но и эфирные масла, витамины, превратившись в жидкость, лишь отдаленно напоминающую чай.

К сожалению, в бешеном ритме нашей жизни многие не вникают в такие тонкости, привыкают к безвкусному масс-продукту и даже не предполагают, что действуют неправильно.

Простая памятка о температурных режимах для разных видов чая:

  • 95-99 ºC — черный;
  • 95 ºC — красный, робуш, пуэр, мате, травяные смеси;
  • 85 ºC — зеленый, улун, цветочный;
  • 65-80 ºC — белый.

Важно учитывать качество воды, целостность, прожарку, ферментацию. Цельные и скрученные листья требуют высокой температуры воды, но это не значит, что заваривают их крутым кипятком. Для приготовления кофе лучшая температура — 95 ºC.

Тем, кто предпочитает белый, зеленый, желтый или цветочный чай, рекомендуется приобрести электрочайник с терморегулятором.

Отличия прибора от обычных моделей:

  • предусмотрены опции выбора режима нагрева;
  • функция поддержания температуры.

Такой чайник не только стандартно кипятит воду, при необходимости греет ее до определенного значения, не доводя до кипения. Это удобно, так как процесс упрощается: выбирают нужный режим, заливают воду, а остальное «умное» устройство сделает самостоятельно. Не придется ждать, когда кипяток остынет, и «шаманить» на кухне с термометрами, высчитывая нужную температуру.

На заметку! В любых чайниках при нагревании допускается небольшое отклонение от заданной температуры. Например, режим 80 ºC нагревает чуть меньше или чуть больше (плюс/минус 2-3 градуса). Разница несущественная, но лучше это учитывать.

В моделях с терморегулятором бесступенчатого типа пользователь сам выбирает нужные температурные показатели. У электроприборов с устройством ступенчатого типа шаг нагрева выставляется производителем, изменить его нельзя. В этом случае на панели управления монтируют кнопки с указанием температуры: 40, 60, 80, 90, 100 градусов.

Положительные отзывы покупателей получили устройства марок KitchenAid Artisan 5KEK1522EER, Kitfort КТ-649, XIAOMI Mi Smart Kettle EU.

Еще удобнее и экономичнее термопоты, в которых вода кипятится лишь раз, а потом прибор «держит» нужную температуру (при необходимости подогревает ее). Это «умный» термос, только стационарного типа и работающий от сети.

Многих интересует, почему считается, что нельзя кипятить воду в чайнике дважды, чем это грозит здоровью. Эксперты объясняют, что гуляющие по интернету страшилки об опасности повторного кипячения — всего лишь мифы. Изменения в составе воды очень незначительные, вреда для организма человека не представляют.

Если же вопрос о том, сколько раз можно кипятить воду, для вас важен, сливайте каждый раз остатки из чайника и наполняйте его непосредственно перед чаепитием, чтобы не приходилось подогревать. Не забудьте про установку фильтров, так как качество жидкости в системах водоснабжения оставляет желать лучшего.

Надеемся, что информация оказалась полезной. Теперь вы точно знаете нюансы правильного кипячения воды для чая или кофе.

Источник

Adblock
detector