Какова температура кипения воды в вакууме и от чего она зависит?

Оглавление

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия нагретого водяного пара активно используется в промышленности. В частности, на основе энергии пара работает такое устройство как паровая турбина. Она представляет собой насаженный на вал массивный диск, на котором закреплены лопасти. На эти лопасти поступает пар, нагретый в паровом котле и имеющий температуру около 600 градусов. Этот пар расширяется в сопло, происходит превращение его внутренней энергии в кинетическую энергию направленного движения. Струя пара, обладающая большой кинетической энергией поступает из сопло на лопасти турбины, приводя турбину во вращение.

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 кипит H2O 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.

Стадии кипячения воды

Выделяется три стадии:

  1. Первоначальное кипение. Кинетирование жидкости характеризуется ростом количества пузырьков на нагретой поверхности, поднимающихся из дискретных точек, температура которых лишь немного выше жидкостной. Неправильная поверхность емкости может создавать дополнительные места зарождения пузырьков, в то время как исключительно гладкая поверхность, такая как пластик, поддается перегреву. В этих условиях нагретая вода может показывать задержку кипения и температура несколько превышает температуру кипения без образования пузырьков.
  2. Критический тепловой поток. Когда температура поднимается выше критической, на поверхности образуется пар. Поскольку эта паровая пленка гораздо менее способна переносить тепло от поверхности, температура быстро возрастает, жидкость переходит в режим кипения. Точка, в которой это происходит, зависит от характеристик кипящей воды и рассматриваемой поверхности нагрева.
  3. Переходное состояние. Переходное состояние можно определить как нестабильное кипение, которое происходит на поверхности. Образование пузырьков в нагретой воде представляет собой сложный физический процесс, который часто включает кавитационные и акустические эффекты, такие как шипение широкого спектра, слышимое в чайнике или другой емкости, еще не нагретой до того момента, когда появятся пузырьки.

Если поверхностное нагревание жидкости значительно сильнее, чем внутри нее, тогда тонкий слой пара, который имеет низкую теплопроводность, изолирует поверхность. Это состояние паровой пленки, изолирующей поверхность от жидкости, характеризует кипение пленки.

Зависимость температуры кипения воды от давления

“И умный человек должен иногда задумываться” Геннадий Малкин

В быту, на примере работы автоклава, можно проследить зависимость температуры кипения воды от давления. Допустим, для приготовления продукта и уничтожения всей опасной живности, включая споры ботулизма, нам необходима температура в 120 °С.  В простой кастрюле такую температуру не получить, вода просто закипит при 100°С. Все верно, при атмосферном давлении 1 кгс/см² (760 мм.рт.ст.

) вода будет кипеть при 100°С. Одним словом, нам надо из кастрюли сделать герметическую емкость, то есть автоклав.  По таблице определяем давление, при котором вода закипит при 120 °С. Это давление равно  2 кгс/см². Но это абсолютное давление, а нам надо манометрическое, большинство манометров показывает избыточное давление. Поскольку абсолютное давление равно сумме избыточного (Ризб.

) и барометрического (Рбар.) т.е. Рабс. = Ризб.+ Рбар, то избыточное давление в автоклаве должно быть не меньше  Ризб = Рабс. – Рбар.= 2-1=1 кгс/см2. Что мы и наблюдаем на вышеприведенном рисунке. Принцип работы заключается в том, что из-за закачивания избыточного давления 0,1 МРа.

при нагреве увеличивается температура стерилизации консервируемых продуктов до 110-120°С, причем вода внутри автоклава не закипает.

Зависимость температуры кипения воды от давления представлена таблицей В.П.Вукаловича

Таблица В.П.Вукаловича

Р t i/ i// r
0,010 6,7 6,7 600,2 593,5
0,050 32,6 32,6 611,5 578,9
0,10 45,5 45,5 617,0 571,6
0,20 59,7 59,7 623,1 563,4
0,30 68,7 68,7 626,8 558,1
0,40 75,4 75,4 629,5 554,1
0,50 80,9 80,9 631,6 550,7
0,60 85,5 85,5 633,5 548,0
0,70 89,5 89,5 635,1 545,6
0,80 93,0 93.1 636,4 543,3
0,90 96,2 96,3 637,6 541,3
1,0 99,1 99,2 638,8 539,6
1,5 110,8 111,0 643,1 532,1
2,0 119,6 120,0 646,3 526,4
2,5 126,8 127,2 648,7 521,5
3,0 132,9 133,4 650,7 517,3
3,5 138,2 138,9 652,4 513,5
4,0 142,9 143,7 653,9 510,2
4,5 147,2 148,1 655,2 507,1
5,0 151,1 152,1 656,3 504,2
6,0 158,1 159,3 658,3 498,9
7,0 164,2 165,7 659,9 494,2
8,0 169,6 171,4 661,2 489,8

Р – абсолютное давление в ат, кгс/см2; t – температура в оС; i / –  энтальпия кипящей  воды, ккал/кг; i// – энтальпия сухого насыщенного пара, ккал/кг; r – скрытая теплота парообразования, ккал/кг.

Зависимость температуры кипения воды от давления прямопропорциональная, то есть чем больше давление, тем больше и температура кипения. Для лучшего понимания данной зависимости, вам предлагается ответить на следующие вопросы:

1. Что такое перегретая вода? Какая максимальная температура воды возможна в вашей котельной?

2. Чем определяется давление, при котором работает ваш водогрейный котел?

3. Приведите примеры использования зависимости температуры кипения воды от давления в вашей котельной.

4. Причины гидравлических ударов в водяных тепловых сетях. Почему слышится потрескивание в местных системах отопления частного дома и как его избежать?

5. И наконец, что такое скрытая теплота парообразования? Почему мы испытываем, при определенных условиях, в Русской бане непереносимый жар и покидаем парную. Хотя температура в парной  при этом не более 60оС.

Учебное пособие для подготовки оператора газовой котельной  – 350 рублей. Материал хорошо структурирован и опробирован в учебных заведениях по подготовке Операторов котельной. Сделайте подарок себе и знакомым. Будьте  профессионалом!

Кипение соленой воды

Достаточно интересно знать, при какой температура кипит вода с повышенным содержанием соли. Известно, что она должна быть выше из-за содержания в составе ионов Na+ и Cl-, которые между молекулами воды занимают область. Этим химический состав воды с солью отличается от обычной пресной жидкости.

Дело в том, что в соленой воде имеет место реакция гидратации – процесс присоединения молекул воды к ионам соли. Связь между молекулами пресной воды слабее тех, которые образуются при гидратации, поэтому закипание жидкости с растворенной солью будет происходить дольше. По мере роста температуры молекулы в воде с содержанием соли двигаются быстрее, но их становится меньше, из-за чего столкновения между ними осуществляются реже. В результате пара образуется меньше, и его давление из-за этого ниже, чем напор пара пресной воды. Следовательно, для полноценного парообразования потребуется больше энергии (температуры). В среднем для закипания одного литра воды с содержанием 60 граммов соли необходимо поднять градус кипения воды на 10% (то есть на 10 С).

Литература[править | править код]

  • Кипение // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. — М.: Энергия, 1969.
  • Кикоин И. К., Кикоин А. К. Молекулярная физика. — М., 1963.
  • Радченко И. В. Молекулярная физика. — М., 1965.
  • Михеев М. А. Глава 5 // Основы теплопередачи. — 3-е изд. — М.—Л., 1956.
  • Петухов Б. С., Генин Л. Г., Ковалев С. А. Теплообмен в ядерных энергетических реакторах. — М.: Энергоатомиздат, 1986.
  • Кириллов П. Л., Юрьев Ю. С., Бобков В. П. Справочник по теплогидравлическим расчетам. — М.: Энергоатомиздат, 1990.
  • Кипение // Большая советская энциклопедия :  / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

Действия водителя при перегреве двигателя

Для того чтобы проблем с системой охлаждения не возникало, нужно внимательно следить за её состоянием и регулярно проводить технический осмотр. Как только появляется поломка, необходимо производить ремонт и менять вышедшие из строя части

Также важно постоянно следить за уровнем и состоянием антифриза в системе. Если наблюдается осадок либо отложения, то нужно заменить охлаждающую жидкость и промыть все каналы

Но может случиться так, что система охлаждения дала сбой во время движения. При этом не нужно паниковать

Важно следовать рекомендациям:

Стоит уменьшить нагрузку на двигатель автомобиля. Переключение рычага передач на «нейтраль» и свободное движение до полной остановки будет лучшим решением. Двигатель глушить не стоит. Необходимо включить печку на максимум. Делается это для того, чтобы помочь остыть мотору.
После полной остановки автомобиля нужно остановить работу двигателя, но не выключать зажигание. Оно нужно для работы печи.
Затем стоит выйти из машины и приоткрыть капот автомобиля. Так воздух будет лучше циркулировать и мотор остынет быстрее.
Теперь необходимо подождать минут двадцать. Не стоит торопиться и откручивать крышку бака с тосолом, ведь горячая жидкость может брызнуть, что опасно для здоровья.
Если поблизости есть гараж либо сервис технического обслуживания, необходимо добраться до него. Хорошо, если автомобиль возьмут на буксир. В случае когда до сервиса далеко, стоит посмотреть, сколько антифриза в ёмкости. Если его мало, то нужно добавить охлаждающей жидкости в систему, но делать это очень аккуратно, ведь чересчур резкое охлаждение может навредить системе.
После того как двигатель остынет, необходимо запустить его и медленно добраться до станции технического обслуживания либо гаража

В процессе движения важно смотреть за датчиком температуры мотора. Если она увеличилась, нужно заглушить двигатель и дождаться остывания

Важно не выключать печку во время движения.

Знать, при какой температуре кипит антифриз, очень полезно. Поняв причины повышения значения на термометре, можно не допустить поломки, избавить себя от затрат на ремонт и снизить риск аварии.

Использование кипячения как метода

Как метод дезинфекции воды, кипячение ее при 100° C (212° F), является самым старым и наиболее эффективным способом, поскольку оно не влияет на вкус, эффективно, несмотря на наличие загрязнений или частиц, присутствующих в нем, и представляет собой одноступенчатый процесс, который устраняет большинство микробов. Рекомендуется только в качестве метода экстренной помощи или для получения питьевой воды в пустыне или в сельской местности, поскольку кипячение не может удалить химические токсины или примеси.

Кипячение также часто используется для удаления излишней соли из определенных продуктов, таких как бекон.

Процессы кипения и конденсации на графиках

Пусть небольшое количество воды находится в просторном закупоренном сосуде.

Разберем, как выглядят на температурных графиках процессы кипения и . Для начала рассмотрим график нагревания и кипения (рис. 3).

Вначале вода имела температуру +20 градусов Цельсия. Будем нагревать эту воду. Поначалу ее температура будет расти. На графике это показано наклонной синей линией, находящейся в левой части рисунка.

Рис. 3. График нагревания воды, ее кипения и нагревания полученного пара

До бесконечности температура подниматься не будет. Как только температура достигнет некоторого предела, вода закипит. Из рисунка следует, когда температура воды достигла отметки +100 градусов Цельсия и начался процесс кипения. Этот процесс на рисунке схематично обозначен горизонтальной красной линией.

Горизонтальное положение линии кипения означает, что во время кипения температура воды не изменяется. Температура будет оставаться неизменной до тех пор, пока вся вода не превратится в — пар. Для компактности рисунка я укоротил эту линию, на самом деле, длину этой линии нужно увеличить.

Уже после того, как вся вода превратилась в пар, температура пара начала повышаться. Это изображено на рисунке наклонной синей линией, находящейся правее красной линии.

Будем теперь отбирать тепловую энергию у молекул. Предположим, что мы охлаждаем горячий водяной пар, находящийся в закупоренном сосуде. Процессы его охлаждения и конденсации представлены на графике (рис. 4). Этот график можно получить, зеркально отразив вокруг вертикальной оси график, связанный с нагреванием, рассмотренный ранее.

Рис. 4. График охлаждения пара, его конденсации и охлаждения полученной воды

Из графика следует:

Вначале температура пара уменьшается от +180 градусов Цельсия до +100 градусов. Это наклонная синяя линия, расположенная в левой части рисунка.

Затем, происходит конденсация пара. пара собираются в капли жидкости. При этом, температура пара не изменяется и остается равной +100 градусам Цельсия.

Как только весь пар конденсируется, образовавшаяся жидкая вода начинает охлаждаться до конечной температуры + 20 градусов Цельсия. На графике охлаждение воды – это синяя наклонная линия, находящаяся справа от красной линии конденсации.

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.

Правила пользования баней

Парильня – это место, где человек не только может восстановить свое психологическое здоровье, но и провести профилактику простуды. Несмотря на огромную пользу от посещения, она противопоказана людям с некоторыми заболеваниями и отклонениями.

Мы не рекомендуем ее использование следующим лицам:

  • Страдающим нервно-психическими расстройствами.
  • Людям с нарушенной работой сердечно-сосудистой системы.
  • Имеющим проблемы с почками и печенью.
  • Лицам с заболеваниями кожи.

Проследив, сколько градусов в бане должно быть для нормального пребывания, и какие показания демонстрирует термометр, рекомендуется ополоснуться чистой водой, не используя мыла. Этот продукт смывает защитный слой эпидермиса, который впоследствии становится очень чувствительным к высокому уровню жары и влажности.

Также мы рекомендуем использовать специальные шапочки, при этом не мочить голову: мокрые волосы увеличат площадь передачи тепла телу, за счет чего может возникнуть тепловой удар. Тем, кто беспокоится о своей прическе также не стоит мочить голову, иначе волосы быстро пересохнут.

Сюда нужно идти в меру сытым. Перед посещением парилки и во время отдыха рекомендуется есть легкую пищу типа салатов, а также пить травяные чаи. Нежелательно пить газированную воду и переедать. Поддержание нормального самочувствия возможно, если знать, какая влажность в бане должна быть оптимальной конкретному посетителю.

Если камни поливаются отварами трав, то между каждым заходом опрыскивания обязательно используется чистая вода. Кроме того, поливать нужно маленькими порциями по 200-300 миллилитров жидкости.

Сезонность – понятие индивидуальное. Некоторые поклонники такого времяпрепровождения отдают предпочтение зимним визитам, другие – летним. В первом случае это логично, так как пропарить тело в холодное время очень полезно и приятно. Летом эта процедура поможет организму адаптироваться к повышению атмосферной жары, очистит его от шлаков и усилит работу потовых желез. Что касается времени суток, то в этом вопросе каждый основывается на личных предпочтениях. Утренние визиты в парильню подходят для тех, кто привык таким образом взбадриваться перед началом трудового дня. Вечерними процедурами пользуются люди, которым требуется расслабление перед сном.

В некоторых случаях профилактики респираторных заболеваний или других проблем со здоровьем используются эфирные масла. Отличным средством для ингаляции являются эвкалиптовые веники. Опытные посетители обязаны знать, какая должна быть оптимальная температура в бане и парилке. Начинающим пользователям следует довериться советам профессионалов.

Специалисты всегда рады помочь своим клиентам подобрать не только аксессуары, но и подходящую печь. В каталоге компании вы найдете широкий перечень оборудования различного типа. При необходимости, вы можете связаться с сотрудником «Ферингер» через форму обратной связи или заказав звонок.

Влияние давления

Мы уже выяснили, что для закипания жидкости необходимо уравнивание давления жидкого вещества и пара. Так как давление воды складывается из атмосферного давления и давления самой жидкости, изменить время закипания можно двумя способами:

  • изменением атмосферного давления;
  • изменением давления в самом сосуде.

Первый случай мы можем наблюдать на территориях, расположенных на разной высоте над уровнем моря. На побережьях температура закипания будет составлять 100 °C, а на вершине Эвереста – всего 68 °C. Исследователи рассчитали, что при подъеме в горы каждые 300 метров температура закипания воды снижается на 1 °C.

Данные значения могут меняться в зависимости от химического состава воды и наличия примесей (солей, ионов металлов, растворимых газов).

Для получения кипятка чаще всего используют чайники. Температура кипения воды в чайнике также зависит от района проживания. Жителям горной местности рекомендуется использовать автоклавы и скороварки, которые помогают сделать кипяток более горячим и ускорить процесс приготовления пищи.

Можно ли пить дистиллированную воду

В научных кругах продолжаются споры о пользе и вреде дистиллированной воды. Каждая из сторон выдвигает свои аргументы.

Отрицательные моменты

Они приводятся медиками, которые утверждают, что в дистилляте нет микроэлементов, это «мертвая» субстанция, которая негативно воздействует на организмы людей.

Человек с потом теряет соли, что приводит к дисбалансу веществ в организме. Прием питьевой воды, в которой содержится определенное количество солей, частично восполняет дефицит.

Существует утверждение, что дистиллят, проникая сквозь клеточные мембраны, нарушает работу клетки и разрушает ее. Однако ни один учебник не подтверждает этой теории.

Положительные факторы

В дистилляте нет шлаков, отравляющих веществ и других опасных соединений. Исследования показали, что он выводит токсины, удаляет песок из почек. В нем отсутствуют минералы, поэтому вода мягкая. Употребление дистиллированной воды улучшает работу желудка, кишечника и мочевыделительной системы.

Однако бывают ситуации, когда дистиллированная вода противопоказана. Это дефицит железа, магния, кальция и других элементов в организме, что ведет к развитию болезней:

  • органов сердечно-сосудистой системы;
  • остеопороза;
  • злокачественных новообразований;
  • гормональных сбоев.

ВАЖНО! Прием дистиллированной воды лучше согласовать с лечащим врачом

Где взять дистиллированную воду?

Настоящий дистиллят покупают в следующих организациях:

Дистиллят в домашних условиях

Заменить дистиллированную воду может талая или дождевая вода, но только в крайнем случае. Замораживание воды очищает ее от большинства примесей. Для этого ее наливают в фильтр, отстаивают. При этом минеральные соединения выпадают в осадок.

Отстоявшуюся воду наливают в другую емкость, оставляя осадок в фильтре. Закрыв крышкой, тару с водой отправляют в морозильную камеру на 5 часов.

ВАЖНО! Нужно дать воде полностью растаять и только после этого применить для своих нужд. Не стоит использовать талый снег, так как снежинки, долетая до земли, вбирают в себя из воздуха массу примесей

То же касается и дождевой воды

Не стоит использовать талый снег, так как снежинки, долетая до земли, вбирают в себя из воздуха массу примесей. То же касается и дождевой воды.

Заменяет дистиллят конденсат от кипящего чайника. Чтобы его получить, поступают следующим образом:

  • воду из-под крана заливают в фильтр, дают постоять 4-5 часов;
  • полученную очищенную жидкость наливают в чайник с носиком;
  • на носик крепят металлическую чашку, под которую подставляют тару из прочного стекла или металла;
  • доводят чайник до кипения и получают конденсат, стекающий в емкость.

При этом следят, чтобы кипение было умеренным, а вода не выкипала слишком быстро. Чайник изнутри должен быть чистым. Иногда для получения дистиллята используют самогонный аппарат.

Использовать такой материал для разведения лекарственных препаратов нельзя. Для этой цели подойдет только аптечный вариант.

Хранят дистиллят долго, так как в нем нет микроорганизмов. Его свойства со временем не изменяются, жесткость остается прежней.

В медицине такую воду используют не позже 3 суток с момента производства, а в лабораториях ее не хранят совсем, пускают в работу сразу после приготовления. Для бытовых целей допустимо хранение до 5 лет.

Хранят очищенную воду в герметично закрывающейся стеклянной или полиэтиленовой таре при температуре от 5 до 30°C. Не оставляют емкость в помещении с повышенной влажностью.

Дистиллированная вода — самая чистая жидкость на планете. Ее можно пить и готовить пищу на ее основе. Купить продукт легко в аптеках, автомобильных магазинах и в интернете. Если вода понадобилась срочно, то приготовить дистиллят можно и самостоятельно.

Источник

Клинические исследования

Кремы Ла-Кри для чувствительной кожи и крем Ла-Кри для сухой кожи рекомендованы Санкт-Петербургским отделением Союза педиатров России.

Проведенное компанией «Вертекс» клиническое исследование доказывает высокую эффективность, безопасность и переносимость продукции ТМ «Ла-Кри» для ежедневного ухода за кожей ребенка с легкой и средней формой атопического дерматита и в период ремиссии, сопровождающегося снижением качества жизни больных. В результате терапии отмечено снижение активности воспалительного процесса, уменьшение сухости, зуда и шелушения.

  1. Основы формирования здоровья у детей. Учебник. — Москва: Мир, 2016. — 384 c. Тульчинская, В. Д. Сестринская помощь детям / В.Д. Тульчинская. — Москва: РГГУ, 2016. — 368 c.
  2. Андропова Т. В., Гудина М. В., Одинцова И. Н., Гигиена детей и подростков, изд-во: Издательство СибГМУ, 2018 — 101 c.
  3. Коэн Бернард А.Педиатрическая дерматология, изд-во: МЕДпресс-информ, 2015
  4. Бонифаци Эрнесто, Дифференциальная диагностика в детской дерматологии, изд-во: Издательство Панфилова, Бином. Лаборатория знаний, 2014

Особенности кипения воды в горах

Воздушная атмосфера оказывает давление на все объекты на земле. На уровне моря оно одинаково везде и равно 1 атм., или 760 мм рт. ст. Это нормальное атмосферное давление, и вода закипает при температуре 100оС. Давление пара при такой температуре воды также равно 760 мм рт. ст.

Чем выше над уровнем моря, тем воздух становится более разреженным. В горах его плотность и давление уменьшаются. Из-за уменьшения внешнего давления на воду требуется меньше энергии, чтобы разорвать межмолекулярные связи. Это подразумевает меньше тепла, и вода закипит при более низкой температуре.

С каждым километром высоты вода кипит при температуре, которая меньше исходной на 3,3оС (или примерно минус 1 градус на каждые 300 метров). На высоте 3 км над уровнем моря атмосферное давление составляет около 526 мм рт. ст. Вода закипит, когда давление пара будет равно атмосферному, а именно 526 мм рт. ст. Это условие достигается при температуре 90оС. На высоте 6 км давление меньше нормального примерно в два раза, а температура кипения — около 80оС.

В горах на высоте 600 м, где вода закипает при 98оС, понимание процесса кипения особенно актуально при приготовлении пищи. Некоторые продукты можно довести до готовности, увеличив время варки. Однако для продуктов, требующих хорошей термальной обработки и длительного времени приготовления, лучше всего использовать скороварку.

Как влияет давление на процесс закипания воды

Давление (и атмосферное, и внутри жидкости) может существенно повлиять на процесс парообразования. Так, температурой кипения воды на высокой горе является 70°С, что значительно осложняет готовку. Чтобы приготовить пищу на высоте, требуется намного больше времени, поскольку, как это не парадоксально, закипевшая жидкость не будет достаточно горячей. Сварить куриное яйцо не получится совсем. Невозможно и приготовление мясных блюд.

Точка кипения воды на морском побережье — 100°С. При подъёме в гору, через каждые пройденные три сотни метров температура кипения будет уменьшаться на 1°С. Вследствие этого, жителям горных районов рекомендуется использовать автоклавы, чтобы жидкость получалась достаточно горячей. Это стоит помнить не только домохозяйкам, но и служащим лабораторий. Ведь все знают, что для стерилизации продуктов и инструментов необходимы более 100°С. Иначе оборудование не будет стерильным, ведь некоторые микробы являются термостойкими, и может принести в дальнейшем множество осложнений.

Уже доказано, что повышение температуры кипения может существенно сократить время, требующееся для приготовления еды, что очень важно в наш прогрессивный век. Чтобы повысить данный показатель, надо применять герметично закрывающуюся ёмкость

Оптимальным выбором будут скороварки, в которых крышка не пропускает пар, увеличивая внутреннее давление. В процессе нагрева образуется пар, но, поскольку он не может попасть наружу, он конденсируется на внутренней стороне крышки. Это приводит к заметному повышению давления внутри сосуда. В автоклавах давление равняется 1-2 атмосферы, из-за этого жидкость в них начинает кипеть при 120-130°C

Чтобы повысить данный показатель, надо применять герметично закрывающуюся ёмкость. Оптимальным выбором будут скороварки, в которых крышка не пропускает пар, увеличивая внутреннее давление. В процессе нагрева образуется пар, но, поскольку он не может попасть наружу, он конденсируется на внутренней стороне крышки. Это приводит к заметному повышению давления внутри сосуда. В автоклавах давление равняется 1-2 атмосферы, из-за этого жидкость в них начинает кипеть при 120-130°C.

Наибольшая возможная температура кипения воды пока учёными не обнаружена. Это обусловлено её способностью расти до поры, пока атмосферное давление не достигнет своего предела. Паровые турбинные установки подогревают воду до 400°С, но при этом она не кипит, а давление сохраняется в пределах нескольких десятков атмосфер. Аналогичные данные были получены при проведении исследований на больших океанических глубинах.

Бытовая техника Чайник

Увеличение и уменьшение объема

Изменение объема воды

Когда вода нагревается или охлаждается, ее плотность уменьшается.

Все природные материалы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Единственным исключением из этого правила является вода. Это уникальное ее свойство называется аномалией воды.

Вода имеет наибольшую плотность при +4 °C, при которой 1 дм3 = 1 л имеет массу 1 кг.
Если вода нагревается или охлаждается относительно этой точки, ее объем увеличивается, что означает уменьшение плотности, т. е. вода становится легче.

Это можно отчетливо наблюдать на примере резервуара с точкой перелива.

В резервуаре находится ровно 1000 см3 воды с температурой +4 °C. При нагревании воды некоторое количество выльется из резервуара в мерную емкость. Если нагреть воду до 90 °C, в мерную емкость выльется ровно 35,95 см3, что соответствует 34,7 г.

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.