При скольких градусах кипит вода
Перейти к содержимому

При скольких градусах кипит вода

  • автор:

Зависимость температуры кипения воды от давления

Температура кипения — это температура, при которой происходит кипение жидкости, которая находится под постоянным давлением. Согласно уравнению Клапейрона — Клаузиуса с ростом давления температура кипения увеличивается, а с уменьшением давления температура кипения соответственно уменьшается.

Если жидкость получает теплоту, то она будет нагреваться и через некоторое время начнет кипеть. По наблюдениям этот про­цесс сопровождается образованием в объеме жидкости пузырьков насыщенного пара. С повышением температуры их количество на стенках сосуда возрастает, а размеры уве­личиваются. При определенной температуре давление пара в пузырьках становится рав­ным давлению в жидкости, и они под дей­ствием силы Архимеда начинают всплывать. Когда такой пузырек достигает поверхности жидкости, он лопается и выбрасывает пар наружу.

Кипение — это внут­реннее парообразование, которое происходит во всем объеме жидкости при температуре, когда давление насыщенного пара равно дав­лению в жидкости.

Установлено, что при кипении темпе­ратура жидкости остается постоянной— при достижении температуры кипения все пре­доставленное количество теплоты идет на парообразование. Если жидкость не получает теплоту, кипение прекратится, поскольку не будет поступать энергия для внутреннего парообразования.

Кипение осуществляется при температуре, когда давление насыщенного пара в пузырьках равно давлению в жидкости.

Каждое вещество имеет собственную тем­пературу кипения. Очевидно, что ее значение определяется давлением насыщенного пара при данной температуре, поскольку кипение наступает тогда, когда давление насыщенного пара уравнивается с давле­нием в жидкости. Поэтому температура кипения жидкостей зависит от внешнего давления — чем оно выше, тем выше долж­на быть температура кипения, и наоборот.

Выберите способ ввода данных:

Температура кипения воды при этом давлении:
o C

Удельный объем насыщенного пара:
м 3 /кг

Удельная теплота парообразования:
кДж/кг

Кипение воды

Кипение воды – знакомый и привычный всем нам процесс, который является предвестником ароматного чая, вкусного обеда или чистого белья, если речь идёт о кипячении и отбеливании белья. Но кипение воды не такой простой процесс – на него влияет множество факторов. В этой статье разберёмся, какие факторы влияют на скорость и сам факт закипания, что выделяется при кипении воды и как понять, что вода готова к завариванию чая и просто безопасна для питья.

Какие факторы влияют на закипание?

Кипение – физический процесс, характерный для любого вещества. Кипением называют процесс перехода вещества из жидкости в газ. Для воды это переход воды в пар при температуре 100 градусов и обычном для равнины давлении.
Обратите внимание, что кипение – это не испарение. Испарение происходит всегда, а кипение – только при определённой температуре и давлении. Кипение можно узнать по характерным признакам: внутри толщи воды образуются пузыри, которые стремятся наверх, вода горячая, над ней пар. Чтобы узнать, что вода кипит, достаточно лишь увидеть пузыри и пар над чайником или кастрюлей. Безопасной считается вода, которая интенсивно кипит. Если пузырьки только появляются, то в кастрюле около 60 градусов, если вода вяло кипит – 80–90 градусов. И только при активном кипении вода имеет температуру 100 градусов.
Температура кипения — не всегда привычные нам 100 градусов. Разберемся, что влияет на закипание воды.
Интересные факты про закипание:
· В горных районах вода кипит при 75 градусах из-за пониженного атмосферного давления. Чай при такой температуре заварить можно, а вот сварить крупу уже может не получиться, не говоря уже о приготовлении мяса.
· Солёная вода кипит при температуре выше 100 градусов, точная температура зависит от концентрации солей. На практике это означает, что вода из природных источников может кипеть при 105 или даже 110 градусах.
· В вакууме вода будет кипеть при 30 градусах – не лучшая идея кипятить воду для кофе в вакуумной камере, ведь он не заварится;
· Дистиллированная вода кипит при той же температуре, что и обычная водопроводная, но закипает немного быстрее.
При кипении и долгом воздействии высокой температуры в воде погибает большинство болезнетворных бактерий. Также при кипении воды в осадок выпадают минеральные соли, которые могут оседать на стенках чайника.

Сколько по времени закипает вода?

На этот показатель влияет множество факторов, как вполне бытовых, так и физических.
Что влияет на время закипания воды:
· объём, который нужно вскипятить;
· чистота воды – чем меньше солей и примесей, тем быстрее закипит вода;
· свойства ёмкости – как долго она нагревается сама по себе, как быстро отдаёт тепло в окружающую среду;
· холодно ли в помещении;
· давление атмосферы – высотность, погода и т.д. При высоком давлении вода будет закипать дольше, температура кипения повысится;
· температура конфорки, огня или другого источника тепла для нагревания.
Приличное количество тепла от конфорки забирает посуда – по сути огонь или электричество греют кастрюлю, и лишь сама кастрюля греет воду. Наиболее быстрое закипание при прочих равных условиях будет в тонкостенной железной посуде, она быстрее нагревается и быстрее передаёт тепло воде.
Интересный факт – вода без соли закипит быстрее, но если соль добавить в начале кипения, то кипячёную воду вы получите быстрее. Соль замедляет закипание воды, но ускоряет процесс кипения.
Точное время закипания воды можно рассчитать по формуле: t=(c1m1t°C1+c2m2t°C2+Lm)/N
Где:
· c1, L — теплоёмкость и удельная теплота парообразования воды, берутся из таблиц;
· m1 — масса воды;
· t°C — разница между изначальной и нужной для кипения температурой;
· N — мощность нагревательного прибора;
· m2 и c2 — характеристики ёмкости, в которой проводится кипячение (масса и теплоёмкость).
Для бытовых нужд можем лишь сказать, что обычно литр воды закипает около 10 минут, если он в кастрюле на стандартной бытовой плите, и около 3 минут, если в электрическом чайнике. Вы можете ускорить закипание, если закроете кастрюлю или чайник крышкой, тогда пар будет сохраняться и тепло быстрее нагреет воду.

Как понять, что жидкость кипит?

Когда вода закипает, пропустить этот момент будет крайне сложно. В толще воды появляются характерные пузырьки – сначала на дне и на стенках посуды, потом пузырьки начинают отделяться и стремятся вверх. Одновременно с этим вы услышите бурление.
Почему при кипении в воде образуются пузыри? В ёмкости имеются микроскопические неровности. Они служат центрами парообразования – здесь возникают пузырьки с паром. Когда пузырь с паром достигает поверхности воды, он лопается и выпускается в воздух порцию пара. Пар скапливается на поверхности воды.
Как только начинается активное бурление воды, её можно снимать с плиты. Вода уже имеет температуру 100 градусов, если оставить её греться дальше – она начнёт выкипать, полностью переходя в пар.
Активно испаряться вода продолжит ещё какое-то время. Вы, наверное, помните, как пар образуется над поверхностью супа или чая – в этот момент температура блюда достаточно высока, чтобы вода активно испарялась.
На быстроту закипания воды влияет её чистота, кроме того, чистая вода не оставляет накипи и не имеет неприятного вкуса после кипячения. Чтобы получить именно такую чистую воду, установите в квартире или доме систему фильтров БАРЬЕР. Также вы можете использовать фильтр-кувшин – его эффективность ничуть не ниже, если речь идёт о фильтрации небольших объёмов воды.

Температура кипения воды в зависимости от давления

Выбор сечения провода в зависимости от тока

Температура кипения воды в зависимости от давления

Для нормальной работы парогенератора важно выбрать силовой кабель нужного сечения. В этой статье приведены таблицы, которые взяты из нормативного документа «Правила устройства электроустанов.

Газовое пожаротушение

Газовое пожаротушение

Газовое пожаротушение — один из множества способов борьбы с огнем, при котором применяются сжатые газы (например, азот и аргон) и хладоны. Основное преимущество газового пожаротушения перед водяным, а.

Жесткость воды - один из главных показателей для парогенераторов

Жесткость воды — один из главных показателей для парогенераторов

С точки зрения эксплуатации парогенерирующего оборудования жесткость воды, а также общая минерализация и содержание в ней железа являются главными параметрами, с которым необходимо считаться. В данной.

Температура кипения воды: как отличается и от чего зависит

Из носика чайника идет пар

В науке кипение определяется как смена агрегатного состояния вещества при нагревании, переход из жидкого состояния в парообразное, то есть с выделением пара. При какой температуре закипает вода? Физика утверждает, что чистая пресная вода при нормальном давлении в 1 атмосферу (760 мм ртутного столба) кипит при 100 °С. Но технические справочники, а также экспериментаторы Яков Перельман, Илья Мельников доказывают, что эти параметры могут быть другими при определенных условиях.

Процесс кипения воды в быту видим ежедневно. При внимательном наблюдении можем выделить такие стадии кипения:

  • Через несколько мгновений после того как поставили чайник на огонь, видим образование в нем небольших пузырьков на дне и стенках. Это от нагревания из микротрещин посуды выделяется нагретый воздух.
  • Далее пузырьки расширяются и стремятся вверх. Увеличиваются они уже за счет пара, в который превращается вода при нагревании. Поднимаются, потому что плотность пара меньше, чем воды. При этом холодные верхние слои воды опускаются вниз, сталкиваются с пузырями. Так возникают звуковые волны — характерные звуки чайника при закипании.
  • Пузырьков становится все больше, появляется эффект мутной воды, известный как белое кипение.
  • Наконец начинается интенсивное бурление воды: пузыри лопаются, появляется обильный пар и брызги. Вода кипит.

Какая температура кипения воды в чайнике? В чайник заливаем чистую воду, без солей и иных добавок. Кипятим ее при нормальных условиях, то есть при атмосферном давлении на поверхности Земли в одну атмосферу. По закону физики следует, что вода закипела при температуре 100 °С.

После того как вода закипела, ее температура остается постоянной. При достижении температуры кипения все дополнительное количество теплоты идет на образование пара, вода просто испаряется. Авторы книги «Физика для всех» объясняют процесс испарения так: пар над водой перемешивается с более холодными высокими слоями воздуха без пара. Это будет продолжаться непрерывно, пока вся вода не испарится.

На практике воду приходится кипятить не только в обычных условиях. Например, туристы в горах знают, что вода закипает при температуре ниже 100 °С, что мешает заварить крепкий чай и приготовить горячую пищу.

Опытным путем выявлено, что при более высоком давлении, превышающем 1 атмосферу, температура кипения воды значительно повышается. При низком давлении, например, при создании вакуума, наблюдается обратный процесс: вода может закипеть при температуре значительно ниже 100 °С.

Замечено также, что на температуру кипения воды влияет ее состав. Так, соленая вода требует большего нагревания для кипения.

От чего зависит температура кипения? Практика и научные эксперименты доказывают, что температура кипения воды зависит от условий — нормального, повышенного или пониженного атмосферного давления, а также от наличия в жидкости посторонних примесей, солей и добавок.

Приготовление еды в котелке на костре

Как влияют условия и состав воды на температуру кипения

Какая температура кипения воды в горах? При подъеме в горы воздух становится более разреженным: при увеличении высоты над уровнем моря атмосферное давление понижается. Наблюдается такая закономерность: при подъеме на каждые 300 м температура кипения воды понижается примерно на 1 °С, на высоте 1 000 м она составит около 96,3 °С (погрешности обусловлены составом воды).

В горах Казахстана температура закипания воды будет такой:

  • На пике Хан-Тенгри (7010 м) — около 77,2 °С.
  • На пике Талгар (4979 м) — 83,5 °С.
  • На Актау (4690 м) — 84,4 °С.
  • На Белухе (4506 м) — 84,9 °С.

Автор книги «Занимательная физика» Яков Перельман утверждает, что правильным будет обратный расчет, если помнить, что температура кипения воды падает на 3 °С с каждым километром высоты. Тогда по температуре кипения воды можно определить, на какой высоте в горах находятся туристы.

Опытным путем можно определить, как меняется температура кипения при дальнейшем понижении атмосферного давления, например, при создании вакуума (откачивая воздух из какой-то емкости, куда помещен сосуд с водой). При давлении в 0,5 атмосфер вода закипит при температуре 80,8 °С, а при давлении в 0,03 атмосфер можно наблюдать прохладный кипяток — кипение воды комнатной температуры 17,2 °С. Этот эффект нашел практическое применение в технологии вакуумной сушки, когда добиваются испарения влаги при невысокой температуре.

При повышении атмосферного давления вода закипает при более высоких температурах, чем 100 °С. Яков Перельман приводит пример, что в шахте, где давление выше, чем на поверхности, получают кипяток горячее — 101 °С на глубине 300 м, на глубине 600 м — 102 °С.

При давлении 1,5 атмосферы температура кипения будет 110,8 °С, при 2 — 120 °С, при 3 — 132,8 °С. Такой эффект применяется в жизни для более быстрого приготовления блюд в скороварках, где создается давление в 2–3 атмосферы.

Скороварка на плите

Зависит температура кипения воды от ее состава. В воде с добавлением соли ее молекулы Na+ и Cl- заполняют часть пространства между молекулами воды. При этом нарушается связь между ними, что препятствует нагреванию воды. Поэтому для кипения соленой воды требуется более высокая температура. Так, если в 1 л воды добавить 60 г соли, то температура кипения увеличится на 10 °С.

Автор книги «Невероятные физические опыты» Илья Мельников приводит опытное доказательство такого факта. Если в кастрюле с чистой кипящей водой держать на пару бутылочку с водой, то вода в бутылочке не закипит, стекло при такой температуре препятствует кипению. Но если в воду в кастрюле добавить соль, то температура кипения повысится, что доведет к кипению воды в бутылочке.

Такие вот метаморфозы происходят с водой. В обычных условиях температура ее кипения может быть эталоном, но измените условия, и она будет или прохладным, или очень горячим кипятком.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *