Обычная вода закипает при 100°С — в справедливости этого утверждения мы не сомневаемся, а градусник легко это подтверждает. Однако есть люди, которые могут скептически улыбнуться, так как знают — вода не всегда и не везде кипит ровно при + 100 °С. А разве такое возможно? Да, возможно, но только при определенных условиях. Сразу нужно сказать, что вода может закипать при температурах как ниже, так и выше +100 °С. Так что не стоит удивляться выражению «Вода вскипела при +73°С» или «Кипение воды началось при +130°С» — обе эти ситуации не просто возможны, но и относительно легко осуществимы.
Но чтобы понять, как достичь только что описанных эффектов, необходимо разобраться в механизме кипения воды и любых других жидкостей. При нагреве жидкости у дна и на стенках сосуда начинают образовываться пузырьки, наполненные паром и воздухом. Однако температура окружающей воды слишком мала, отчего пар в пузырьках конденсируется и сжимается, а под давлением воды эти пузырьки лопаются. Данный процесс происходит до тех пор, пока весь объем жидкости не прогреется до температуры кипения — в этот момент давление пара и воздуха внутри пузырей сравнивается с давлением воды. Такие пузырьки уже способны подняться к поверхности жидкости, выпустив там пар в атмосферу — это и есть кипение. Во время кипения температура жидкости больше не поднимается, так как наступает термодинамическое равновесие: сколько тепла потрачено на нагрев, столько же тепла и отводится паром с поверхности жидкости.
Ключевой момент в закипании воды и любой другой жидкости — равенство давления пара в пузырях и давления воды в сосуде. Из этого правила можно сделать простой вывод — жидкость может закипать при совершенно разных температурах, а добиться этого можно изменением давления жидкости. Как известно, давление в жидкостях складывается из двух составляющих — ее собственного веса и давления воздуха над ней. Получается, что снизить или повысить температуру кипения воды можно изменением атмосферного давления либо давления внутри сосуда с подогреваемой жидкостью.
В действительности так и происходит. Например, в горах кипяток вовсе не так горяч, как на равнинах, — на высоте 3 км, где давление воздуха падает до 0,7 атмосферы, вода закипает уже при +89,5°С. А на Эвересте (высота — 8,8 км, давление — 0,3 атмосферы) вода закипает при температуре чуть больше +68°С. Да, приготовление пищи при таких температурах — дело весьма трудное, и если бы не специальные средства, то на таких высотах это было бы и вовсе невозможно.
Чтобы повысить температуру кипения, необходимо поднять давление атмосферы или хотя бы плотно закрыть сосуд с водой. Этот эффект используется в так называемых скороварках — плотно закрытая крышка не дает выходить пару, из-за чего давление в ней повышается, а значит, растет и температура кипения. В частности, при давлении в 2 атмосферы вода закипает только при +120°С. А в паровых турбинах, где поддерживается давление в десятки атмосфер, вода не закипает и при +300-400°С!
Однако существует еще одна возможность нагрева воды до больших температур без кипения. Замечено, что образование первых пузырьков начинается на шероховатостях сосуда, а также вокруг более или менее крупных частиц присутствующих в жидкости загрязнителей. Поэтому если нагревать абсолютно чистую жидкость в идеально отполированном сосуде, то при нормальном атмосферном давлении можно заставить эту жидкость не вскипать при очень высоких температурах. Образуется так называемая перегретая жидкость, отличающаяся крайней нестабильностью — достаточно минимального толчка или попадания пылинки, чтобы жидкость мгновенно вскипела (а на деле — буквально взорвалась) сразу во всем объеме.
Обычную воду при некоторых усилиях можно нагреть до +130°С и она не вскипит. Для получения больших температур уже необходимо применение особого оборудования, но предел наступает при +300°С — перегретая вода при такой температуре может существовать доли секунды, после чего происходит взрывоподобное вскипание.
Интересно, что перегретую жидкость можно получить и иным способом — подогреть ее до относительно низких температур (чуть ниже +100°С) и резко понизить давление в сосуде (например, поршнем). В этом случае также образуется перегретая жидкость, способная вскипеть при минимальном воздействии. Данный метод используется в пузырьковых камерах, регистрирующих заряженные элементарные частицы. При пролете сквозь перегретую жидкость частица вызывает ее локальное вскипание, а внешне это отображается как возникновение трека (следа, тонкой черточки) из микроскопических пузырьков. Однако в пузырьковых камерах применяется отнюдь не вода, а различные сжиженные газы.
Итак, вода далеко не всегда закипает при +100°С — все зависит от давления внешней среды или внутри сосуда. Поэтому в горах без специальных средств нельзя получить «нормальный» кипяток, а в котлах тепловых электростанций вода не кипит даже при+300°С.
Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения.
Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.
У нас в Бишкеке высота над уровнем моря составляет 1000 метров. Вода закипает при 80 градусах. Мы даже в школе специальные лаборатные работы проводили на уроках физики, замеряли температуру кипящей воды.
Про перегретую жидкость. Дистиллированная вода в стеклянном сосуде вроде и не кипит, но если в неё бросить что-то (соль или сахар) просто "выходит из берегов", так бурно пенится...
Да у них в башке сейчас только один двоичный код - 1, 0, - "верно", "неверно", чтобы отвечать на тесты ЕГЭ. Понимание процесса полностью отсутствует как и способность творчески размышлять. Не у всех конечно, но таких, к сожалению, большинство.
Не так давно мы купили, так нахваливаемую всеми, мультиварку. Крышка у той, которую взяли мы, выполнена со смотровым окном, типа иллюминатор. Короче делаю я в ней борщ (не удивляйтесь, да, я частенько готовлю). В режиме "суп". Всё туда оптом складывается и мясо и овощи и всё. И в режиме 1,5 - 2 часа готовится. Я был очень удивлен когда через окно наблюдал, что в этом режиме кипение продолжается только минут 5 - 8 вначале, а затем ничего не кипит все оставшееся время. После окончания режима всё готово и мясо сварилось и нечего не разварилось, в смысле овощи. я сначала не понял, а потом обратил внимание, что крышка мультиварки с мягким резиновым ободком, а центре крышки специальный мягкий резиновый клапан. Создается что-то типа скороварки, только не такой "жесткой". Давление повышенное, температура повышается больше 100 град, но кипения нет, так подобран температурный режим. Всё хорошо проваривается, но не кипит и не разваривается, поэтому все можно в куче складывать. Качество и вкус - всё великолепно. Вот такая вот физика.
Человек заваривает чай не так как обычно. Говорит что воду кипятить не надо. Берёт стеклянную тонкостенную колбу с плоским дном и доводит воду на плите до той температуры, когда пузырьки появляются только у дна. Снимает с плиты и бросает заварку, вода закипает от этого, через некоторое время чай готов.
Качество огня на котором кипятят воду может быть разным! Пламя в горах или в космосе - голубой шарик! На поверхности земли - видимое белое пламя. Под землей - инфракрасное длинное пламя... Температура горения в каждой из областей пламени - не одинаковая! Поэтому и кипеть вода начинает при разной температуре. Давление. конечно, тоже играет роль, но и свойства пламени надо на разной высоте учитывать!
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
2
