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

Почему горячая закипит скорее?

Горячая 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?

Чем 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. Наличие 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.

Блог Пироговой Татьяны Григорьевны : Физика за чаем

Аннотация.
Внеклассное мероприятие
проводится после завершения темы «Тепловые явления». Изучая тему, можно получить
очень много нужных и полезных знаний, которые, применяются в повседневной
жизни. Обобщение изучаемого материала, позволит показать свои знания в форме
приятной беседы, готовясь к чаепитию. 

Цель: повторить и закрепить знания темы «
Тепловые явления»

 Задачи:

Образовательные: углубить
знания о  понятиях: испарение и кипение,
на основе рассматриваемых примеров из жизни. Показать применение тепловых
явлений на практике.

Развивающие: развить навыки
и умение использовать знания физики в жизни. Развить познавательный интерес к
физике.

Воспитательные: формировать
умение работать в группах при заданных условиях, опираясь на чувства
справедливости, умение предъявлять требования к членам своей группы,
формировать адекватную самооценку. Развить умение вести индивидуальную,
групповую дискуссию самостоятельного поиска решений, конструирования
обобщенного способа решения новой задачи.

Ученики заранее получили домашнее задание: придумать
название и девиз команды. Команды приходят со своими чайниками.

Ведущий: Сегодня Вы постараетесь применить свои знания
к самым обычным бытовым ситуациям: все процессы приготовления чая связаны с
физическими явлениями.  Мы с Вами будем
пить чай и отвечать на вопросы, которые будут у нас возникать во время
чаепития.

1-тур: «Пока чайник закипает»

Заливаем воду в чайник, и включаем
его, оставляя крышку открытой.

1. Что нужно сделать для того, чтобы чайник быстрее
закипел?

Ответ:
чайник накрыть крышкой. Накрывая крышкой, мы уменьшаем теплообмен с окружающей
средой и вода быстрее закипает.

2. На дне и стенках чайника «прилипли» пузырьки. Откуда они взялись?

 Ответ:
в воду из-за явления диффузии попадает воздух. Растворенный в воде
воздух образует пузырьки, в пузырьках кроме воздуха находится насыщенный
водяной пар.

3. Почему чайник поет перед закипанием?

Ответ: кипящая
вода превращается в водяной пар. При каждом испарении давление пара растет. Пар
расширяется и с большой скоростью выходит из узкого отверстия наружу, издавая
звук свиста.

4. Как определить, что вода в чайнике закипела?

Ответ: постоянная
температура воды; при всплытии пузырьки растут; вода «бурлит» при взрыве
пузырьков воздуха на поверхности; над чайником образуется густой туман.

5. Почему до закипания чайник шумит?

Ответ: пузырьки растут и всплывают. Попав в верхние, более холодные
слои воды, они охлаждаются, и часть пара в них конденсируется в жидкость,
размеры пузырьков сокращаются. Пузырьки захлопываются под давлением
окружающей воды, не дойдя до поверхности.

6. Что мы видим над кипящей водой?

Ответ: над
чайником мы видим туман. Туман – сконденсированный водяной пар.

7. Без чего вода никогда не закипит?

Ответ: вода
никогда не закипит без пузырьков растворенного воздуха.

8.Какая вода, сырая или кипяченая, скорее закипит, если
перед нагреванием температура их была одинаковой?

Ответ: раньше
закипит сырая вода, чем кипя­ченая, это связано
с тем, что она содержит больше растворенного воздуха, который при кипячении из нее
удаляется. В кипяченой воде пузырьков воздуха мало.

Ведущий: Между тем вода в чайнике давно
кипит. Все увидели над чайником туман. Пора заваривать чай. А как
правильно его заварить.

2-тур: «Заварка чая»

1. В каком чайнике – металлическом или фарфоровом лучше
заваривать чай.

Ответ: фарфоровый чайник дольше
нагревается и дольше остывает.

2. Почему чайник для заварки, перед тем как
заварить в нем чай, споласкивают кипятком?

Ответ:
при споласкивании чайника кипятком он нагревается, и вода, налитая в него во второй
раз, бывает более горячей, что способствует лучшему завариванию чая.

3. Какой водой заваривают чай и
почему?

Ответ: заваривают чай кипятком,
потому что быстрее происходит явление диффузии.

4. Как же правильно заваривать чай?

Ответ:
заваривать чай следует в сухом теплом чайнике. Проще всего ополоснуть чайник
несколько раз кипятком. После такой процедуры чайник быстро высохнет, в нем
исчезнут все посторонние запахи. Сам чайник то же нагревается. Для того, чтобы
вкусовые вещества, входящие в состав чайного листа, в возможно большем
количестве перемешать нужно заварку залить кипятком. Известно, что вкус чая
зависит от температуры, при которой он заварен. Чем выше температура в момент
заварки, тем он вкуснее. Затем накрыть чайник салфеткой или полотенцем, чтобы были
закрыты носик и крышка. Это необходимо для сохранения аромата. Накрывать чайник
утеплителем нельзя, чай не должен преть, иначе он будет пахнуть веником.

Ведущий: Чай заварили, пьем чай,
приятного всем чаепития.

 3-тур: «Реши кроссворд»

1.Переход вещества
из твёрдого состояния в жидкое.

2.Физическая величина,
измеряемая в Джоулях.

3.Переход вещества
из жидкого состояния в твёрдое.

4.Переход молекул
из пара в жидкость.

5.Разновидность
воды в твёрдом состоянии.

6.Переход молекул
из жидкости в пар.

7.Процесс,
сопровождаемый быстрым образованием пузырьков пара, прорывающихся через
поверхность жидкости.

8.Жидкость с
большой удельной теплоёмкостью.

9.Топливо, получаемое из нефти.

4-тур: «Общие вопросы»

1.Почему в стакан кладут ложечку, когда наливают горячий
чай или кипяток?

Ответ:металлическая
ложечка, имея хорошую теплопроводность, поглощает значительное количество
теплоты, поэтому стаканы с положенной в него ложечкой нагреваются не так быстро
и не так сильно.

2.Почему чай в чашке остывает быстрее, чем  в стакане?

Ответ: как
правило, чашки имеют больший диаметр, чем стакан, поэтому испарение жидкости в
них происходит с большей поверхности и жидкость остывает быстрее.

3.Почему ручки самовара делают  пластмассовыми?

Ответ: пластмасса
плохо проводит тепло.

4.Стаканы часто трескаются, когда в них наливают горячую
воду. Какой стакан скорее треснет, граненый или гладкий?

Ответ: стакан
с толстыми стенками при наливании в них горячей воды лопаются чаще, т.к.
внутренняя и внешняя стороны их стенок расширяются неравномерно.

5.Что раньше наливать — заварку или кипяток?

Ответ: температура заварки меньше, и поэтому без­опаснее
раньше налить заварку, а уже потом — кипяток.

Подведение итогов.

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

От чего зависит вскипание жидкости?

Закипание 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.

При 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. Накрыть 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?

Кипяток 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.

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

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.

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.

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.

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:

• 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).

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?

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.

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

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.

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

Какая вода закипает быстрее — соленая или пресная

Многие хозяйки, пытаясь ускорить процесс приготовления пищи, солят воду сразу после того, как поставили кастрюлю на плиту. Они свято верят, что поступают правильно, и готовы привести в свою защиту множество аргументов. Так ли это на самом деле и какая вода закипает быстрее – соленая или пресная? Для этого совсем необязательно ставить эксперименты в лабораторных условиях, достаточно развеять мифы, которые десятилетиями царят на наших кухнях, с помощью законов физики и химии.

Содержание:

1. Распространенные мифы о кипении воды
2. Процесс кипения: физика «на пальцах»
3. Солить или не солить? Вот в чем вопрос

Распространенные мифы о кипении воды

В вопросе кипения воды людей условно можно разделить на две категории. Первые убеждены, что соленая вода закипает гораздо быстрее, а вторые с этим утверждение абсолютно не согласны. В пользу того, что на доведение до кипения соленой воды нужно меньше времени, приводятся следующие аргументы:

• плотность воды, в которой растворена соль, намного выше, поэтому теплоотдача от конфорки больше;
• во время растворения в воде кристаллическая решетка поваренной соли разрушается, что сопровождается выделением энергии. То есть, если в холодную воду добавить соль, то жидкость автоматически станет теплее.

Те, кто опровергает гипотезу о том, что соленая вода закипает быстрее, аргументируют это так: во время растворения соли в воде происходит процесс гидратации.

На молекулярном уровне образуются более прочные связи, для разрушения которых требуется больше энергии. Поэтому для закипания соленой воды требуется больше времени.

Кто же прав в этом споре, и действительно ли так важно солить воду в самом начале приготовления пищи?

Процесс кипения: физика «на пальцах»

Чтобы разобраться, что именно происходит с соленой и пресной водой при нагревании, нужно понимать, что такое процесс кипения. Вне зависимости от того, вода соленая или нет, закипает она одинаково и проходит через четыре стадии:

• образование мелких пузырьков на поверхности;
• увеличение пузырьков в объеме и их оседание на дне емкости;
• помутнение воды, вызванное интенсивным движением пузырьков с воздухом вверх-вниз;
• непосредственно процесс кипения, когда на поверхность воды поднимаются большие пузыри и с шумом лопаются, выделяя пар – воздух, который находится внутри и нагревается.

Теория теплоотдачи, к которой апеллируют сторонники соления воды в начале приготовления пищи, в этом случае «работает», но эффект от нагрева воды за счет ее плотности и выделения тепла при разрушении кристаллической решетки незначителен.

Намного важнее процесс гидратации, при котором образуются устойчивые молекулярные связи.

Чем они прочнее, тем сложнее пузырьку воздуха подняться на поверхность и опуститься на дно емкости, на это уходит больше времени. В итоге если в воду добавлена соль, то циркуляция пузырьков с воздухом замедляется. Соответственно, соленая вода закипает медленнее, так как молекулярные связи удерживают воздушные пузырьки в соленой воде чуть дольше, чем в пресной.

Солить или не солить? Вот в чем вопрос

Кухонные споры по поводу того, какая вода быстрее закипает соленая или несоленая, можно вести бесконечно. В итоге с точки зрения практического применения нет особой разницы, посолили вы воду в самом начале или же после того, как она закипела. Почему же это не имеет особого значения? Чтобы разобраться в ситуации, нужно обратиться к физике, которая дает исчерпывающие ответы на этот, казалось бы, непростой вопрос.

Всем известно, что при стандартном атмосферном давлении в 760 мм ртутного столба вода закипает при 100 градусах по Цельсию. Температурные параметры могут меняться при условии изменения плотности воздуха – все знают, что в горах вода закипает при более низкой температуре. Поэтому когда речь заходит о бытовом аспекте, в этом случае гораздо важнее такой показатель, как интенсивность горения газовой конфорки или же степень нагрева электрической кухонной поверхности.

Именно от этого зависит процесс теплообмена, то есть, скорость нагрева самой воды. И, соответственно, время, затраченное на то, чтобы она закипела.

Например, на открытом огне, если вы вздумаете приготовить ужин на костре, вода в котелке закипит за считанные минуты благодаря тому, что дрова при сжигании выделяют больше тепла, чем газ в плите, а площадь нагрева поверхности значительно больше. Потому совсем необязательно солить воду для того, чтобы она быстрее закипела – достаточно включить конфорку плиты на максимум.

Температура кипения соленой воды точно такая же, как и у пресной, и у дистиллированной. То есть, она составляет 100 градусов при нормальном атмосферном давлении. А вот скорость закипания при равных условиях (например, если за основу взята обычная конфорка газовой плиты) будет различаться. Для того, чтобы закипела соленая вода, понадобится больше времени за счет того, что пузырькам с воздухом тяжелее разрывать более прочные молекулярные связи.

К слову, разница во времени закипания существует между водопроводной и дистиллированной водой – во втором случае жидкость без примесей и, соответственно, без «тяжелых» молекулярных связей, будет нагреваться быстрее.

Правда, разница во времени составляет всего несколько секунд, которые не делают погоды на кухне и практически никак не влияют на скорость приготовления пищи. Потому руководствоваться нужно не желанием сэкономить время, а законами кулинарии, предписывающими солить каждое блюдо в определенный момент для сохранения и усиления его вкусовых качеств.

Ускоряет ли соль кипение воды и другие мифы о пузырьках

Иногда такая простая вещь, как кастрюля с водой, может преподнести неожиданно много проблем. Особенно, если вы выльете её кому-то на голову зимой в Оймяконе. Шутки шутками, но не зря же говорят про плохого повара, что он даже воду вскипятить не может.

Вся правда об испарении

В обычном состоянии молекулы воды связаны друг с другом. Лишь самые быстрые из них, чья энергия выше остальных, умудряются улетать из кастрюли. Это называется испарение. Оно, кстати, происходит не только с поверхности, но и в объеме жидкости.

Вода всегда содержит в себе растворенный воздух. В результате увеличения температуры его растворимость уменьшается, и он стремится наверх. Когда его давление становится равно или выше атмосферного давления, происходит кипение. И мы видим, как десятки, а затем сотни маленьких пузырьков устремляются наверх.

Обычно вода кипит при температуре 100 °С. Но это «обычно» для каждого своё. В Гималаях, например, вода кипит при 70 °С. Пониженное атмосферное давление в горах означает, что молекулам воды нужно меньше энергии, т.е. тепла, чтобы испариться. Поэтому пытаться размягчить бобы или отварить пасту на высоте – медленное самоубийство.

Но если вы взяли с собой скороварку, то вы снова в игре. Ни одна приличная горная семья не обходится без этого устройства. Принцип его работы прост: герметичная крышка не позволяет образовавшемуся пару ускользнуть. Оставаясь внутри, он увеличивает давление на жидкость, поэтому молекулам нужно больше энергии, чтобы закипеть. Так средняя скороварка или автоклав, который работает по той же схеме, в среднем увеличивает температуру закипания воды на 20 °С. Независимо от того, готовите вы свое рагу в горах, на плато или в пещере.

Таким об­ра­зом, тем­пе­ра­ту­ра ки­пе­ния воды опре­де­ля­ет­ся дав­ле­ни­ем окружа­ю­щей среды. Чем оно ниже, тем при более низ­кой тем­пе­ра­ту­ре за­ки­па­ет жид­кость, и нао­бо­рот. Кстати, профессиональные повара, путешествуя по миру со своими блюдами, всегда делают поправку на высоту над уровнем моря.

Вам крышка

Идею с созданием внутреннего давления можно использовать, даже когда хочешь просто вскипятить воды летом. Обычная крышка на кастрюле позволит вам помыться немного быстрее – с ней вода будет горячее в среднем на 12 °С.

Но не всё так просто. Вселенной есть, чем удивить вас, уважаемые повара. Допустим, вы решили сварганить рагу в духовом шкафу. Выставляем температуру на 140 °С, засовываем гусятницу внутрь, сидим и спокойно наслаждаемся воскресным утром на кухне. В конце концом, температура внутри блюда должна дойти до 100 °С, верно? Нет. Все дело в испарительном охлаждении. Молекулам при испарении требуется огромное количество энергии, которую они попросту забирают у самой жидкости, охлаждая её. Поэтому рагу в открытой посуде в духовке дойдет примерно до 85 °С. Но есть и хорошие новости: это оптимальная температура для приготовления такого блюда.

Мифы о кипячении

1. Холодная вода закипает быстрее горячей

Абсолютно неверно. Скорость нагревания зависит от разницы начальной температуры и окружающей (например, огня конфорки), поэтому холодной воде сначала нужно добрать градусов для разогрева, а значит она будет закипать дольше.

Но всё равно лучше использовать холодную воду, поскольку в ней содержится меньше растворенных солей из муниципальных труб и посторонних ароматов.

2. Соль повышает температуру кипения

В принципе, да, но на кухне этим значением в доли градуса можно пренебречь. Чтобы повысить температуру на один градус по Цельсию, необходимо будет растворить больше 100 граммов соли. А это означает очень соленые пельмени.

«Но, погодите, я же сам видел, как вода начинает активнее бурлить, если подкинуть немного соли перед её закипанием. Значит, всё-таки есть какой-то эффект?». Есть, но только не реальный эффект, а его видимость. Внутри любого сотейника всегда есть какие-то царапинки. Именно эти неровности становятся местом зарождения пузыриков. По-научному, местами нуклеации или начальными зародышами паровой фазы. Кристаллы соли, попадая в воду, формируют сотни таких участков, которые и позволяют пузырькам быстрее убегать, создавая иллюзию мгновенного закипания.     

То же самое происходит и в бокале шампанского. Тоненький ручеек, который мы так часто видим, льющимся со дна бокала – это 100% какая-то микроскопическая песчинка или неоднородность. Хотя всегда остаётся шанс, что вы просто решили вскипятить свой аперитив. 

3. Кстати, об алкоголе. Говорят, что он полностью улетучивается при приготовлении

Да, температура его кипения 78 °С, поэтому многие предполагают, что он испарится раньше, чем закипит вода. Но это неверно, ведь он разбавлен в вашем блюде, смеси не ведут себя также, как чистые вещества. Даже после трёх часов на огне при температуре свыше 80 °С, около 5% алкоголя всё же останется. А если блюдо готовить в узком и высоком сотейнике при низкой температуре с закрытой крышкой, то содержание алкоголя в финале может повыситься до 49%. Хотя, надеюсь, что это не ваш стиль готовки.  

4. Кипятить одну и ту же воду в чайнике дважды нельзя, потому что образуется тяжёлая вода

Этот миф из советского ядерного прошлого. Что же такое тяжёлая вода? Это вода, в состав которой входит дейтерий — тяжёлый водород — из-за чего её так и назвали. Получается она при электролизе, т.е. при прохождении через неё тока.

Открыта была в 1932 году, кому-то принесла Нобелевскую премию, использовалась в ядерных реакторах. Возможно, эта связь именно отсюда.

Но чтобы получить 1 литр тяжёлой воды, в чайник нужно будет налить 2,1•10 в 30 степени тонн воды. Это в 300 миллионов раз превышает массу Земли.

Нелогичная наука

Когда уже кажется, что всё понятно, на сцену выходит эффект Лейденфроста. Несмотря на «холодную» фамилию, вклад Иоганна Готлоба связан с нагретыми поверхностями.

Благодаря его «Трактату о некоторых свойствах обыкновенной воды» на свет появился однофамильный эффект Лейденфроста. Оказывается, если капля воды попадет на очень горячую поверхность, то пар, который незамедлительно образуется, окутает её, буквально поднимет над поверхностью и будет катать по всей сковороде.

Самое интересное, что, несмотря на температуру, такая капля будет испаряться дольше своих более холодных собратьев, потому что пар будет выступать изолятором и ограждать этот кусочек воды от накаленной поверхности. Чудеса в сковороде!

Этот эффект может быть весьма полезен на кухне. «Уроните» капельку воды на сковородку. Если она останется на месте и быстро испарится, то температура около 180 °С, но если она начинает кататься по всей сковороде, то будьте уверены, что пришло время жарить!

Особенно круто этот эффект работает в паре с молоком. Налейте его слишком рано, и вам обеспечен слой пригоревших белков, но стоит разогреть сотейник посильнее, и эффект Лейденфроста поможет молоку не пригореть. И ваша гречневая каша будет радовать вас еще неделю.

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

От чего зависит закипание в домашних и других условиях?

Кипением 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):

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;
• конструкции 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?

Образующийся 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. Толстый 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.

Ускоряет ли соль закипание воды?

По старинной женской сказке, добавив соли в кастрюлю с водой на плите, она закипит быстрее.

Рассказ правдив, но разница незначительна, сказал Live Science эксперт.

Если вы добавляете 1 чайную ложку (менее 3 граммов) соли в литр (34 жидких унции) воды, «это не имеет большого значения», — сказала Лесли-Энн Гиддингс, помощник профессор химии и биохимии в колледже Миддлбери в Вермонте.[Откуда взялась вода на Земле?]

Перевод: Даже если и так, разница во времени закипания составит всего несколько секунд, — сказал Гиддингс.

Для доведения воды до кипения требуется довольно много энергии. Фактически, вам нужна 1 калория энергии, чтобы поднять 1 грамм (0,03 унции) воды на 1 градус Цельсия (1,8 градуса по Фаренгейту).

Для того, чтобы вода закипела, давление ее пара должно равняться давлению атмосферы, сказал Гиддингс. Отчасти поэтому вода на вершине Эвереста кипит при более низкой температуре, чем на уровне моря.По ее словам, в воде горы на высоте 29 000 футов (8 800 метров) меньше атмосферы или более низкое давление.

Однако давайте представим горшок с водой на горящей печи на уровне моря. По словам Гиддингса, когда добавляется соль, молекулам воды становится труднее выйти из емкости и перейти в газовую фазу, что происходит при закипании воды. По ее словам, это повышает температуру кипения соленой воды.

Но есть еще один ответ, заметил Гиддингс. Она объяснила, что теплоемкость — количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества на 1 градус Цельсия — для соленой воды ниже, чем для пресной.Это означает, что морская вода не так устойчива к изменению температуры, как пресная; Другими словами, для повышения температуры соленой воды на 1 градус C требуется меньше тепла, чем для пресной воды, сказала она.

«Температура морской воды будет выше, чем температура чистой воды», — сказал Гиддингс. «Но у него все еще более высокая температура кипения, и масса все равно больше, когда вы добавляете соль в тот же объем воды, поэтому это не означает, что морская вода закипает быстрее.»

Но все меняется, если у вас нет такого же объема воды, то есть если вы наполняете горшок меньшим количеством воды и большим количеством соли. Представьте себе две горшки, горшок A и горшок B. В горшок A наполняется 100 г (2,5 унции) воды, а в горшочке B 80 г (2,8 унции) воды и 20 г (0,7 унции) соли. [Почему океан соленый?]

В 100 г воды в горшке A высокая теплоемкость, что означает, что для доведения этой воды до кипения требуется значительное количество энергии. Напротив, соль в емкости B теперь растворилась, и растворенная соль имеет более низкую теплоемкость, чем чистая вода, согласно Статья Майка Дамманна, менеджера отдела неорганики Юго-западного исследовательского института в Сан-Антонио, штат Техас.

Более того, в кастрюле B всего 80 г воды, то есть в ней меньше воды для нагрева, чем в кастрюле A. «Двадцать процентов соленой воды нагреется почти на 25 процентов быстрее, чем чистая вода, и выиграет гонку на скорости до точки кипения», — написал Дамманн в своем объяснении в Интернете.

Итак, горшок B закипит быстрее, чем горшок A, потому что в нем меньше воды и больше соли, сказал он.

Но водный раствор с 20-процентной солью довольно соленый. По словам Гиддингса, морская вода содержит всего около 3,5% соли, и большинство людей не стали бы готовить с такой соленой водой.

«Вам действительно придется насыпать туда много соли, чтобы добиться существенного результата» в сокращении времени, необходимого для закипания воды, — сказала она.

Оригинальная статья о Live Science.

,

Почему вода закипает быстрее на большой высоте?

Ты умеешь готовить? Нет, приготовление миски хлопьев не считается! Мы говорим об умении смешивать различные ингредиенты и готовить из них вкусное блюдо.

Как люди, мы знаем, что мы должны есть, чтобы выжить. С современными удобствами ресторанов и упакованными и готовыми продуктами в продуктовых магазинах нам действительно не нужно знать, как готовить, чтобы насытиться.

На самом деле, кулинария — это навык, которому многие дети могут не научиться, пока не уйдут из дома, чтобы поступить в колледж или сделать карьеру.Если вам за двадцать и ваши кулинарные навыки начинаются и заканчиваются приготовлением замороженного обеда в микроволновой печи, друзья могут подразнить вас, говоря, что вы даже не умеете кипятить воду.

Конечно, это глупо, правда? Кипячение воды — один из самых базовых навыков, которым может быстро овладеть любой. Все, что вам нужно сделать, это наполнить кастрюлю водой и поставить ее на источник тепла, пока она не начнет закипать при 212 ° F. Что может быть проще?

Однако, если вы решите проверить свои навыки кипячения воды в Денвере, Колорадо, или на вершине горы, вы можете узнать, что это не так просто, как кажется.Это потому, что вода кипит только при 212º F на уровне моря. На больших высотах температура кипения воды снижается, что приводит к увеличению времени приготовления.

Температура кипения воды — один из научных «фактов», который вы узнаете в начале школы. Всем известно, что температура кипения воды составляет 212º по Фаренгейту или 100º по Цельсию. Однако это верно на уровне моря и может измениться при различных обстоятельствах.

Одно из таких обстоятельств — изменение высоты. На больших высотах давление воздуха ниже.Чем выше мы поднимаемся в атмосферу, тем меньше на нас давит воздуха. Так почему же это влияет на температуру кипения воды?

Чтобы вскипятить воду, вам нужно приложить энергию в виде тепла. Когда энергия передается молекулам воды, они начинают разрывать связи, удерживающие их вместе. Вода закипит или превратится в пар, как только ее внутреннее давление пара сравняется с давлением, оказываемым на нее атмосферой. Когда это происходит, начинают образовываться пузырьки, и вода закипает.

Когда атмосферное давление ниже, например, на большей высоте, для доведения воды до точки кипения требуется меньше энергии. Меньше энергии означает меньше тепла, а это означает, что вода будет кипеть при более низкой температуре на большей высоте.

Некоторые люди думают, что более низкая точка кипения означает, что продукты будут готовиться быстрее на больших высотах. Однако верно обратное. Если вы хотите сварить яйцо, на высоте это займет немного больше времени.

Это потому, что приготовление включает в себя нагревание пищи до определенной температуры в течение определенного времени.Если температура понижается из-за высоты (как в случае с кипящей водой), время приготовления должно быть увеличено для завершения процесса приготовления!

,