Обикновената вода кипи при 100 градуса - не се съмняваме в валидността на това твърдение, а термометърът лесно го потвърждава. Има обаче хора, които могат да се усмихват скептично, защото знаят - водата не винаги и навсякъде завира точно на 100 градуса.

възможно ли е това Да, възможно е, но само при определени условия.

Веднага трябва да се каже, че водата може да кипи при температури както под, така и над +100 °C. Така че не трябва да се изненадвате от израза „Водата кипна при + 73 °C“ или „Водата започна да кипи при +130 °C“ - и двете ситуации са не само възможни, но и относително лесни за изпълнение.

Но за да разберем как да постигнем току-що описаните ефекти, е необходимо да разберем механизма на кипене на вода и всякакви други течности.

При нагряване на течността на дъното и по стените на съда започват да се образуват мехурчета, пълни с пара и въздух. Температурата на заобикалящата вода обаче е твърде ниска, което води до кондензация и компресия на парата в мехурчетата и под натиска на водата тези мехурчета се пукат. Този процес продължава до целият обем течност няма да достигне точката на кипене- в този момент налягането на парата и въздуха вътре в мехурчетата се сравнява с налягането на водата. Такива мехурчета вече са способни да се издигнат до повърхността на течността, освобождавайки там пара в атмосферата - това е кипене. По време на кипене температурата на течността вече не се повишава, тъй като настъпва термодинамично равновесие: колко топлина се изразходва за нагряване, същото количество топлина се отстранява от пара от повърхността на течността.

Ключовият момент при кипене на вода и всяка друга течност е равенството на налягането на парата в мехурчетата и налягането на водата в съда. От това правило можем да направим просто заключение - една течност може да кипи при напълно различни температури и това може да се постигне чрез промяна на налягането на течността. Както знаете, налягането в течностите се състои от два компонента - собственото тегло и налягането на въздуха над него. Оказва се, че можете да намалите или увеличите точката на кипене на водата промяна в атмосферното наляганеили налягане в съд с нагрята течност.

В действителност това се случва. Например в планините врящата вода изобщо не е толкова гореща, колкото в равнините - на надморска височина от 3 км, където налягането на въздуха пада до 0,7 атмосфери, водата вече кипи при +89,5 градуса. А на Еверест (височина - 8,8 км, налягане - 0,3 атмосфери) водата кипи при температура малко над +68 градуса. Да, готвенето при такива температури е много трудна задача и ако не за специални средства, тогава на такава надморска височина би било напълно невъзможно.

За да се повиши точката на кипене, е необходимо да се повиши атмосферното налягане или поне да се затвори плътно съдът с вода. Този ефект се използва при т.нар тенджери под налягане- плътно затворен капак не позволява на парата да излиза, което води до повишаване на налягането в него, което означава, че точката на кипене също се повишава. По-специално, при налягане от 2 атмосфери водата кипи само при +120 градуса. И в парни турбини, където се поддържа налягане от десетки атмосфери, водата не завира дори при +300-400 °C!

Има обаче друга възможност за нагряване на вода до високи температури без кипене. Забелязано е, че образуването на първите мехурчета започва върху грапавостта на съда, както и около повече или по-малко големи частици замърсители, присъстващи в течността. Следователно, ако загреете абсолютно чиста течност в идеално полиран съд, тогава при нормално атмосферно налягане е възможно тази течност да не кипи при много високи температури. Т.нар прегрята течност, характеризираща се с изключителна нестабилност – достатъчно е минимално натискане или удар на прашинка, за да може течността моментално да заври (и всъщност буквално да избухне) в целия си обем наведнъж.

С известно усилие обикновената вода може да се загрее до +130 °C и няма да заври. За да се получат високи температури, вече е необходимо да се използва специално оборудване, но границата настъпва при +300 ° C - прегрятата вода при тази температура може да съществува за част от секундата, след което се появява експлозивна ефервесценция.

Интересното е, че прегрята течност може да се получи и по друг начин - чрез нагряване до относително ниски температури(малко под +100 °C) и рязко намалете налягането в съда (например с бутало). В този случай също се образува прегрята течност, която може да кипи с минимално излагане. Този метод се използва в балонни камери, регистриране на заредени елементарни частици. Когато лети през прегрята течност, частицата предизвиква нейното локално кипене и външно това се показва като поява на следа (следа, тънка линия) от микроскопични мехурчета. В балонните камери обаче не се използва вода, а различни втечнени газове.

Така че водата не винаги кипи при +100 °C - всичко зависи от налягането външна средаили вътре в съда. Затова в планината без специални средстваНевъзможно е да се получи „нормална“ вряща вода, а в котлите на топлоелектрическите централи водата не кипи дори при +300 °C.

Кипенето е процес на преминаване на вещество от течно в газообразно състояние (изпаряване в течност). Кипенето не е изпаряване: различава се по това, което може да се случи само при определено налягане и температура.

Кипене – загряване на вода до точка на кипене.

Кипенето на вода е сложен процес, който протича в четири етапа. Помислете за пример с вряща вода в отворен стъклен съд.

На първия етапКогато водата заври, на дъното на съда се появяват малки въздушни мехурчета, които се виждат и на повърхността на водата отстрани.

Тези мехурчета се образуват в резултат на разширяването на малки въздушни мехурчета, които се намират в малки пукнатини в контейнера.

На втория етапнаблюдава се увеличаване на обема на мехурчетата: все повече и повече въздушни мехурчета се втурват към повърхността. В мехурчетата има наситена пара.

С повишаването на температурата налягането на наситените мехурчета се увеличава, което ги кара да увеличават размера си. В резултат на това Архимедовата сила, действаща върху мехурчетата, се увеличава.

Именно благодарение на тази сила мехурчетата се стремят към повърхността на водата. Ако горният слой вода не е имал време да се затопли до 100 градуса С(и това е точката на кипене чиста водабез примеси), мехурчетата потъват в по-горещи слоеве, след което отново се връщат на повърхността.

Поради факта, че мехурчетата непрекъснато намаляват и се увеличават по размер, вътре в съда се появяват мехурчета. звукови вълни, които създават характерния за кипене шум.

На третия етапсе издига на повърхността на водата огромно количествомехурчета, което първоначално причинява леко помътняване на водата, която след това „избледнява“. Този процес не трае дълго и се нарича "бяло кипене".

накрая на четвъртия етапСлед кипене водата започва да кипи интензивно, появяват се големи пукащи се мехурчета и пръски (по правило пръските означават, че водата е силно кипнала).

От водата започва да се образува водна пара, а водата издава специфични звуци.

Защо стените „цъфтят“, а прозорците „плачат“? Много често строителите са виновни за това, защото неправилно са изчислили точката на оросяване. Прочетете статията, за да разберете колко важно е това физическо явление, и как все още можете да се отървете от излишната влага в къщата?

Какви ползи може да донесе разтопената вода на тези, които искат да отслабнат? Ще научите за това; Оказва се, че можете да отслабнете без много усилия!

Температура на парата при кипене на водата ^

Парата е газообразното състояние на водата. Когато парата навлезе във въздуха, тя, подобно на другите газове, упражнява определен натиск върху него.

По време на процеса на образуване на пара температурата на парата и водата ще остане постоянна, докато цялата вода се изпари.

Това явление се обяснява с факта, че цялата енергия (температура) е насочена към превръщането на водата в пара. В този случай се образува суха наситена пара. В такава пара няма високо диспергирани частици от течната фаза. Също пара може да бъде.

наситено мокро и прегрятоНаситена пара, съдържаща суспендирани силно диспергирани частици от течната фаза , които са равномерно разпределени в цялата маса на парата, се нарича.

мокра наситена пара В началото на кипенето на водата се образува точно такава пара, която след това се превръща в суха наситена пара. Пара, чиято температура е по-висока от температурата на вряща вода, или по-скоро прегрята пара, може да се получи само с помощта на специално оборудване..

В този случай такава пара ще бъде близка по своите характеристики до газа

Точка на кипене на солената вода^ Точката на кипене на солената вода надвишава точката на кипене прясна вода . Като следствиесолената вода завира по-късно от прясната вода

. Солената вода съдържа Na+ и Cl- йони, които заемат определена площ между водните молекули.

В солената вода водните молекули се прикрепят към солните йони в процес, наречен хидратация. Връзката между водните молекули е много по-слаба от връзката, образувана по време на хидратация.

Следователно, когато молекулите на прясна вода кипят, изпарението става по-бързо.

Врящата вода с разтворена сол ще изисква повече енергия, която в този случай е температура.

За да може налягането в солената вода да стане по-високо от атмосферното и да започне процесът на кипене, е необходима по-висока температура. При добавяне на 60 грама сол към 1 литър вода, точката на кипене ще се повиши с 10 С.

Но също толкова важно е да го загреете правилно - недостатъчно преварената и прекипялата вода еднакво развалят вкуса на чая.

Преварена вода

Случвало ли ви се е да бягате, изоставяйки всичко, което правите, към чайника, веднага щом чуете звука, че само след секунда водата ще заври? Приятелите ти, които не пият чай, гледат ли те като луд по това време :)

Отначало за любителите на чай проблемът с преварената вода е много остър - електрическите чайници се изключват автоматично, когато водата е достатъчно завряла, и на това не се обръща внимание специално внимание. Също така е лесно да забравите чайника на огъня, докато от чучура не излезе мощна струя пара с размерите на купест облак.

Във преварената вода остава малко кислород, така че чаят става плосък и безвкусен. По същата причина водата не може да се преварява отново - винаги само прясна вода.

По-долу ще ви кажем как да затопляте водата правилно.

Наполовина преварена вода

Не е достатъчно топла вода- другата крайност и същият проблем като преваряването.
Често хората умишлено избират по-студена вода за варене, за да избегнат горчивина и стипчивост във вкуса. повече студена вода, наистина, намалява горчивината и стипчивостта. Но като варите чая си с такава вода, вие не получавате всичко, което тя може да ви даде (това се отнася в по-голяма степен за „тъмните“ чайове).

Най-добрият начин да контролирате стипчивостта/горчивината е да регулирате времето за варене и количеството варене. Намаляването на температурата често намалява наситеността на вкуса, което го прави по-тънък и по-лек. За зелените чайове и слабо ферментиралите оолонг всичко това може да е вярно, но не и за тъмните чайове и особено за шу пуер. Просто не достигате пълния им потенциал.

Водонагревателни устройства

Охладители

Няма абсолютно нищо, което да зарадва хората, които използват охладители. Проблемът с охладителите е, че водата в тях не е достатъчно гореща, за да се варят тъмни чайове. Ако харесвате червени чайове, пуери и силно ферментирали оолонг, тогава единственото решение може да е да си купите електрическа кана.

Електрически чайници с термометър

Тези чайници ви позволяват да затоплите водата до желаната температура. Имат сензори - 70C, 80C, 90C, 95C, 100C.
Уви, 70-80-90C е непреварена вода и не става за чай.

Как правилно да загреете вода за чай

Не забравяйте, приятели, за всеки чай трябва да кипнете вода. И едва след това охладете, ако е необходимо: средно за 5 минути водата при стайна температура се охлажда до 80C.

Първо, трябва да сварите, ако използвате изворна вода, особено ако не сте сигурни в неговата безопасност.

Второ, кипенето помага за намаляване на твърдостта на водата и съдържанието на хлор. Много чайове, експериментално сварени с наполовина преварена вода, изведнъж придобиха рибен вкус.

Чайникът трябва да се свали от котлона/изключи веднага щом шумът на водата в него намалее и на повърхността се появят първите големи въздушни мехурчета, издигащи се от дъното на чайника – тоест съвсем, много начало на кипене. Много е важно да не пропускате този момент.

В старите текстове за чай това се нарича "наблюдаване на врящата вода".

Етапи на кипене на водата

Те са описани отново от Лу Ю в неговия “Чаен канон”:

1. „Око на раци“ - на дъното се появяват малки въздушни мехурчета и във водата се появява едва доловимо пращене.

2. “Рибешко око” - мехурчетата се увеличават, пращенето се увеличава.

3. „Нанизи от перли“ - нанизи от мехурчета започват да се издигат от дъното към повърхността, водата издава шум.

4. Нишките стават дебели, водата започва да кипи - „звук на вятъра в боровете“. В самото начало на този етап чайникът трябва да се отстрани от огъня.

Вряща вода на жив огън.

Водата кипи бавно на огън, така че всички етапи на кипене могат лесно да се наблюдават. Не всичко е предадено на снимката, но можете да проследите последователността. Използвани са стъклен термоустойчив чайник и газова лагерна горелка.

Вряща вода в електрическа кана

Малко по-трудно е да се проследи водата в електрическите чайници. Първо, много чайници са непрозрачни. Второ, водата в тях кипи бързо и се изключва автоматично само след като заври силно.

Снимахме основните етапи на кипене на вода в чайник:

В какво трябва да варите вода?

Както можете да видите, и в двата случая използваме стъкло. Той е химически инертен и ви позволява да наблюдавате водата.

Други материали:

Пластмаса(електрически чайници) - най-неподходящият вариант. Пластмасата не е химически инертна. Освен това трябва да избягвате чайници, които предотвратяват образуването на котлен камък - нагревателният елемент ще остане чист и блестящ, но водата ще остане твърда, а калцият навлиза в тялото и може да причини образуването на камъни в бъбреците.

Желязо(метални казани за подгряване на огън). Не е особено подходящ за преваряване на вода. Металът по някакъв начин влиза в контакт с водата, променяйки вкуса си. Ето защо е по-добре да не се отървете от котления камък по стените на металните чайници или да използвате емайлирани съдове.

Шамот- най-каноничният (въз основа на стари трактати за чай) вариант за вряща вода. Но и най-редките в градски апартамент. Глината позволява на кислорода да преминава, обогатява водата и запазва топлината за дълго време. И въпреки че не можете да видите етапите на кипене на водата през глинените стени, можете лесно да определите на какъв етап на кипене е водата по звуците, издавани от такъв чайник.

За приготвяне на различни вкусни ястия, често е необходима вода и ако се затопли, рано или късно ще заври. Всеки образован човекв същото време той знае, че водата започва да кипи при температура, равна на сто градуса по Целзий, и при по-нататъшно нагряване температурата й не се променя. Именно това свойство на водата се използва в готвенето. Не всеки обаче знае, че това не винаги е така. Водата може да заври при различни температурив зависимост от условията, в които се намира. Нека се опитаме да разберем от какво зависи точката на кипене на водата и как трябва да се използва.

При нагряване температурата на водата се доближава до точката на кипене и в целия обем се образуват множество мехурчета, вътре в които има водна пара. Плътността на парата е по-малка от плътността на водата, така че силата на Архимед, действаща върху мехурчетата, ги издига на повърхността. В същото време обемът на мехурчетата се увеличава или намалява, така че врящата вода издава характерни звуци. Достигайки повърхността, мехурчетата с водна пара се пукат; по тази причина врящата вода интензивно бълбука, отделяйки водна пара.

Точката на кипене изрично зависи от налягането, упражнявано върху повърхността на водата, което се обяснява със зависимостта на налягането на наситените пари в мехурчетата от температурата. В този случай количеството пара вътре в мехурчетата и в същото време техният обем се увеличава, докато налягането на наситената пара надвиши налягането на водата. Това налягане е комбинация от хидростатичното налягане на водата, причинено от гравитационното привличане към Земята, и външното атмосферно налягане. Следователно точката на кипене на водата се повишава с увеличаване на атмосферното налягане и намалява с понижаването му. Само в случай на нормално атмосферно налягане от 760 mmHg. (1 atm.) водата кипи при 100 0 C. Графиката на зависимостта на точката на кипене на водата от атмосферното налягане е представена по-долу:

От графиката се вижда, че ако увеличим атмосферно наляганедо 1,45 atm, тогава водата вече ще кипи при 110 0 C. При налягане на въздуха от 2,0 atm. водата ще заври при 120 0 C и т.н. Повишаването на точката на кипене на водата може да се използва за ускоряване и подобряване на процеса на приготвяне на горещи ястия. За целта са измислени тенджери под налягане - тенджери със специален херметически затворен капак, снабдени със специални клапани за регулиране на температурата на кипене. Поради херметичността, налягането в тях се увеличава до 2-3 atm, което осигурява точката на кипене на водата 120-130 0 C. Трябва обаче да се помни, че използването на тенджери под налягане е изпълнено с опасност: парата излиза от тях има високо налягане и висока температура. Затова трябва да бъдете възможно най-внимателни, за да не се изгорите.

Обратният ефект се наблюдава при понижаване на атмосферното налягане. В този случай точката на кипене също намалява, което се случва с увеличаване на надморската височина:

Средно с увеличение от 300 m точката на кипене на водата намалява с 1 0 C и доста високо в планините пада до 80 0 C, което може да доведе до някои трудности при готвенето.

Ако допълнително намалим налягането, например, като изпомпваме въздух от съд с вода, тогава при налягане на въздуха от 0,03 atm. водата вече ще кипи при стайна температура и това е доста необичайно, тъй като обичайната точка на кипене на водата е 100 0 C.

Всеки знае, че точката на кипене на водата при нормално атмосферно налягане (около 760 mm Hg) е 100 °C. Но не всеки знае, че водата може да кипи при различни температури. Точката на кипене зависи от редица фактори. При спазване на определени условия водата може да заври и при +70 °C, и при +130 °C, и дори при 300 °C! Нека разгледаме причините по-подробно.

Какво определя точката на кипене на водата?

Кипенето на вода в съд става по определен механизъм. При нагряване на течността по стените на съда, в който се налива, се появяват въздушни мехурчета. Във всеки балон има пара. Температурата на парата в мехурчетата първоначално е много по-висока от нагрятата вода. Но налягането му през този период е по-високо, отколкото вътре в мехурчетата. Докато водата се затопли, парата в мехурчетата се компресира. След това под въздействието на външен натиск мехурчетата се пукат. Процесът продължава, докато температурите на течността и парите в мехурчетата се изравнят. Сега парните топки могат да се издигнат на повърхността. Водата започва да кипи. След това процесът на нагряване спира, тъй като излишната топлина се отвежда с пара в атмосферата. Това е термодинамично равновесие. Нека си припомним физиката: налягането на водата се състои от теглото на самата течност и налягането на въздуха над съда с вода. По този начин, като промените един от двата параметъра (налягане на течността в съда и атмосферно налягане), можете да промените точката на кипене.

Каква е точката на кипене на водата в планините?

В планините точката на кипене на течността постепенно пада. Това се дължи на факта, че атмосферното налягане постепенно намалява при изкачване на планина. За да заври водата, налягането в мехурчетата, които се появяват при нагряването на водата, трябва да бъде равно на атмосферното налягане. Следователно, с всеки 300 m увеличаване на надморската височина в планините, точката на кипене на водата намалява с приблизително един градус. Този тип вряща вода не е толкова гореща, колкото вряща течност на равен терен. включено голяма надморска височинаТрудно е, а понякога и невъзможно да се приготви чай. Зависимостта на врящата вода от налягането изглежда така:

Ами при други условия?

Каква е точката на кипене на водата във вакуум? Вакуумът е разредена среда, в която налягането е значително по-ниско от атмосферното. Точката на кипене на водата в разредена среда също зависи от остатъчното налягане. При вакуумно налягане 0,001 атм. течността ще кипи при 6,7 °C. Обикновено остатъчното налягане е около 0,004 atm, така че при това налягане водата кипи при 30 °C. С увеличаване на налягането в разредена среда, точката на кипене на течността ще се повиши.

Защо водата кипи при по-висока температура в затворен съд?

В херметически затворен контейнер точката на кипене на течността е свързана с налягането вътре в контейнера. По време на процеса на нагряване се отделя пара, която се утаява като конденз по капака и стените на съда. По този начин налягането вътре в съда се увеличава. Например в тенджера под налягане налягането достига 1,04 atm, така че течността кипи в нея при 120 °C. Обикновено в такива контейнери налягането може да се регулира с помощта на вградени вентили, а оттам и температурата.