Чайник с водой нагрели при этом

Просто о сложном: все о кипении воды в чайнике, температуре и других нюансах процесса

Кипячение воды в чайнике – насущное ежедневное занятие. Однако далеко не каждый знает, от чего зависит температура закипания, сколько времени понадобится, чтобы в тех или иных условиях довести чайник до нее и каковы причины возникающих при этом различных неполадок.

Рассмотрим детально основные аспекты этого процесса: какова температура кипения воды в чайнике, от чего зависит закипание жидкости 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 H2O 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.

При скольки градусах закипает?

Независимо от типа используемого прибора в нормальных условиях вода закипает при следующих значениях температуры (в наиболее распространенных единицах измерения):

Цельсия, 0С	Фаренгейта, 0F	Кельвина, К
100	212	373,15

Однако следует учесть, что в различных приборах, несмотря на одинаковую точку закипания, время для достижения процесса все же различное.

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 H2O 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.

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.

Электрический чайник не доводит влагу до кипения?

Причин того, почему электрический чайник выключается, не доводя воду до кипения, может быть несколько:

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.

Неправильно настроенный или бракованный выключатель. Контакты данного элемента могут быстро обгореть, если в его схеме используются некачественные или очень малого сечения проводники.

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.

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.

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.

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.

Источник

Чайник с водой нагрели при этом

1 кг воды нагрели электрическим чайником за 1 минуту от 10 °С до 30 °С. Потом вылили 200 г воды и включили чайник снова. Через сколько времени закипит оставшаяся вода?

1) Чему равна мощность чайника?

2) За сколько минут (после повторного нагревания) чайник вскипятит оставшуюся воду? Ответ дайте с точностью до десятых.

Потерями тепла пренебречь.

Ответ: 1) мощность Вт 2) время мин.

1. Найдём количество теплоты, которое потребовалось для первоначального нагревания воды: Учитывая, что 1 мин = 60 с, тепловая мощность равна

2. В чайнике осталось 1 кг − 0,2 кг = 0,8 кг воды. На её нагревание от 30 °С до 100 °С потребуется Зная мощность и количество теплоты, найдём время

Источник

«Быстрый» кипяток дешевле «медленного». Почему мощный чайник тратит электричества меньше и как подушка поможет сэкономить

Приветствуем вас на канале, где мы, обычная городская семья, рассказываем как # своим руками строим # загородный дом Каждый гвоздь забит своими руками. Мы всё делаем сами. От фундамента до конька. Не верите? Подписывайтесь на канал и вы сами всё увидите.

Оказывается, вещи которые кажутся абсолютно очевидными для меня, для некоторых становятся настоящим откровением. Это удивительно, но факт. Сегодня ещё один кажущийся парадокс. Чайник большей мощности «накрутит» меньше кВтч, чем слабый.

Недавно, публиковал пару текстов о КПД электрических нагревателей и о том, почему накипь на ТЭНе, вопреки представлениям многих, не влияет на его КПД . Это вызвало множество яростных споров в комментариях. Многие читатели абсолютно со мной не согласны. Категорически. И почти все приводят один и тот же пример:

Почему ты говоришь, что КПД не снижается, если чайник покрытый накипью явно закипает дольше. Как же так?

Да, действительно, чайник, ТЭН которого покрыт накипью, закипает медленнее. Даже спорить не буду. И даже с тем, что он затратит больше энергии из сети, не стану. Это действительно так. Получается, что я сам себе противоречу? Нет, не противоречу.

Давайте рассмотрим электрический чайник и в нём происходящее. А заодно и выясним, почему мощный чайник потребляет энергии больше , но при этом, на кипячение тратит меньше киловаттчасов .

Наполним металлический чайник водой с температурой 10° и включим его в розетку. Через ТЭН чайника начнёт протекать ток и начнёт нагревать воду внутри чайника. Температура воды начнёт расти. Тем быстрее, чем больше мощность нагревателя .

Пока температура воды и корпуса чайника ниже температуры в комнате, чайник получает тепло как от ТЭНа внутри него, так и от воздуха снаружи. Окружающая среда «помогает» нагревать воду.

Но как только, температура воды в чайнике, а значит и его поверхности, превысит температуру на вашей кухне, процесс «развернётся» и чайник начнёт тепло терять. Воздух примется отбирать энергию через корпус, охлаждая наш чайник.

Получается, что мы нагреваем воду изнутри, а снаружи он охлаждается. Мы имеем классическую школьную ситуацию с бассейном и двумя трубами. Через одну — вливается, а из другой — выливается. Если «вливается» тепла больше чем «выливается» — чайник нагревается.

Кстати, если корпус чайника будет очень большим, то чайник не закипит никогда. Что и происходит в системе отопления. «Потери тепла» на обогрев помещения не дают воде закипеть. Вся мощность ТЭНа тратится «впустую».

На «полезную работу» в нашем чайнике тратится не вся энергия, а лишь её часть . Именно из-за этих потерь, мы вынуждены затратить на кипячение воды чуть больше энергии, чем необходимо .

Собственно, на нагрев 1 литра воды от 10° до 100° нужно затратить всегда ровно одно и то же количество энергии. Примерно 0,1 кВтч.

И эта доля дополнительных затрат зависит от величины потерь через корпус. Чем лучше теплопроводность корпуса чайника и больше площадь его поверхности — тем больше энергии он теряет. Чем дольше происходит нагрев воды, тем больше тепла мы успеем потерять.

Именно поэтому, более мощный чайник затратит меньше энергии на кипячение, чем маломощный. Просто потому, что успеет потерять меньше .

Хотя КПД нагревателя покрытого накипью не уменьшается, но затраты на кипячение воды — растут. По той простой причине, что его мощность падает. А не потому, что снижается его КПД, который так и остаётся равным 100%.

Именно поэтому, всегда выбирайте чайник максимально возможной мощности. Он закипит быстрее, а энергии затратит меньше. И не в коем случае не металлический. Или просто накройте чайник подушкой . Чтобы не остывал пока закипает. ツ

Источник

Чайник с водой нагрели при этом

В электрочайнике с КПД, равным 60%, находится 0,6 кг воды при 20 °С. Чайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Через 11 мин вода полностью выкипела. Определите сопротивление нагревательного элемента.

Это задание ещё не решено, приводим решение прототипа.

В электрочайнике с КПД, равным 60 %, находится 0,6 кг воды при 20°С. Чайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Через 11 мин вода полностью выкипела. Определите сопротивление нагревательного элемента.

m = 0,6 кг, t₁ = 20°C, t₂ = 100°C, = 11 мин = 660 с, = 0,6, U = 220 В, c = 4200 Дж/(кг · °C), L = 2,3 · 10 6 Дж/кг.

где

где

Ответ:

Источник