Электрический чайник как вода закипает

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

Почему электрочайник выключается до кипения воды

Сегодня на прилавках специализированных магазинов по продажам бытовой техники для дома можно встретить разнообразие новейших моделей электрочайников от разных производителей. Эти приборы довольно надежные и неприхотливы в быту, но иногда может возникнуть ситуация, когда электрический чайник, до этого исправно работающий вдруг отключается, хотя вода не нагрелась до закипания. Не надо паниковать, вызывать мастера или выбрасывать прибор на свалку, давайте разберемся и выясним все причины отказа изделия.

Схема и принцип работы

Чтобы понять, почему это происходит, необходимо знать принцип работы чайника и его электрическую схему. Модельный ряд этих бытовых приборов весьма разнообразен, но принцип действия и схема сборки у всех практически идентичная, за редким исключением: например, встроенный таймер.

Электрочайник работает довольно просто: через прочный шнур с вилкой на конце напряжение от розетки передается на контакты ХР1, расположенные в массивной подставке — именно на нее устанавливается прибор во время кипячения воды. В нижней части его корпуса есть специальный разъем, который входит во взаимодействие с контактами подставки.

Термовыключатель SA1 обеспечивает ручное включение и автоматическое выключение прибора после того, как вода начинает кипеть. Выключатель тепловой защиты всегда активен и в повседневной работе изделия участия не принимает — он срабатывает только тогда, когда чайник включается без воды. Затем ток идет на трубчатый нагревательный элемент (ТЭН), и светящаяся лампочка на индикаторе сигнализирует о том, что изделие находится в работе.

Когда вода закипит, то пар собирается в свободном пространстве между уровнем воды и крышкой изделия, затем пары воды по специальному каналу поступают к биметаллической пластине, сделанной из двух разных металлов, которая от нагрева изгибается и размыкает контакты — термовыключатель выключается.

Система защиты

Нагревательные элементы на электрочайник устанавливаются в процессе сборки на заводе изготовителе и зависят от его объема: мощность ТЭН варьируется в пределах 0,5—2,5 кВт. Они при нагревании выделяют большое количество тепла, поэтому во избежание возникновения пожара, конструкторы предусмотрели эффективную защиту от перегревания.

Круглые биметаллические пластины используются как температурные датчики, в центре сделана специальная выборка. Они должны плотно прилегать к нижней части чайника, для лучшей теплоотдачи их поверхность смазывают пастой с отличными теплопроводящими свойствами.

При проведении любой сложности ремонта эту смазку удалять не рекомендуется.

Пластина собрана из двух разных по коэффициенту температурного расширения металлов, прочно склеенных между собой. При сильном нагревании она изгибается за счет разного расширения металлов.

Для выключения прибора биметаллическую пластину связывают с контактами посредством керамического штока следующим образом: один конец его упирается в диск, а второй — подпирает пластину контактной группы. Механизм действия весьма прост: пластина изгибается, шток приходит в движение и контакты отключаются.

Керамический шток и биметаллическая пластина

У такого вида защиты есть только один негативный нюанс: после остывания мембрана возвращается в исходное состояние, и контакты могут замкнуться – ТЭН начнет нагревание. Чтобы электрочайник не смог включаться самостоятельно, устанавливают два таких диска: один работает в системе защиты от перегрева, второй связан напрямую с выключателем и полностью отключает прибор от напряжения сети.

Причины появления неисправностей

Итак, почему же чайник выключается, не доведя воду до кипения?

1. Наиболее частая причина такой неисправности – дефект биметаллической пластины. Металл, из которого она сделана, подвергается многократному расширению-сужению в процессе работы устройства. Неудивительно, что со временем пластина деформируется и теряет свои свойства, поэтому и выключает электрочайник в неправильный момент. Конечно, это касается только тех приборов, которые проработали не один год. Хотя некачественные китайские изделия могут «порадовать» владельца таким дефектом буквально через несколько месяцев после покупки. Починить пластину можно: подогнуть ее в правильное положение. Однако это временная мера, и вскоре чайник придется менять, т.к. ремонт (замена пластины) в данном случае нерентабелен.
2. Еще одной из распространенных причин, по которой электрочайник может отключаться до закипания воды, является накипь на дне и стенках изделия. Особенно это часто случается у моделей с открытым ТЭН — он перегревается, и срабатывает защита устройства от перегрева. Для удаления образований достаточно прокипятить минимальное количество воды с добавлением одного пакетика лимонной кислоты — такую процедуру можно повторить несколько раз. Для ускорения процесса избавления от налета можно добавить пару столовых ложек уксуса — это ускорит очистку.
   
3. Если дело не в накипи, то, возможно, термостат сломан. Можно обратиться к специалисту для его замены, но проще купить новое изделие – цена ремонта примерно равна стоимости нового чайника.
4. Причиной отключения до закипания воды может стать сломанный или некачественно изготовленный выключатель — если прибор отключился раньше времени, а через 15 минут (за это время биметаллическая платина остывает и возвращается в первоначальное положение) включился самостоятельно, то это сигнал пользователю о том, что выключатель работает не корректно.
5. Частые протечки изделия, даже в виде нескольких капель, приводят к тому, что чайник выключился раньше, чем вода закипела. Необходимо проверить корпус устройства — по статистике, чаще всего микротрещины от перепада температур возникают у приборов, чей корпус изготовлен из стекла или пластика.
6. Неплотное крепление ТЭН к корпусу изделия является нередкой причиной преждевременного отключения прибора. Если вы используете изделие с нагревательным элементом открытого типа, то проверить это будет легко, даже не разбирая чайник. Если ТЭН закрытого вида, то надо обращаться в сервисный центр за помощью специалиста — самостоятельно внутрь изделия лучше не соваться.
7. При длительной эксплуатации резиновая прокладка, которая служит изолятором между корпусом и отсеком на днище, где расположен нагревательный элемент, может износиться, но проверить данный факт без полного демонтажа устройства нельзя. Эта информация пригодится домашним мастерам, которые самостоятельно решили отыскать причины отказа прибора.

Как разобрать прибор для ремонта

Для устранения причины неисправности электрического чайника может потребоваться демонтаж корпуса прибора. Манипуляция позволяет починить или заменить вышедший из строя технологический узел.

На любой модели детали корпуса соединяются при помощи крепежных винтов и защелок. Работа по демонтажу чайник сводится к выкручиванию винтов и аккуратному выдвижению хитроумных фиксаторов. Винты обычно располагают на дне корпуса и в нижней части ручки. Не у всех моделей крепежные детали видны. Производители практикуют тактику защиты устройств от самостоятельного ремонта, используя пластиковые накладки и заглушки с защелками, винты с нестандартными головками. Для проведения демонтажа чайника потребуются отвертки тонкая плоская и крестовая, пинцет, подручный инструмент с острым концом.

Последовательность манипуляций по разборке прибора следующая.

1. Открутить все болтики, размещенные на обратной стороне дна чайника. Количество крепежных элементов зависит от модели устройства. У чайников марки Bosch используется 4 крепежных винта. Если болтики спрятаны под заглушкой — накладкой, нужно при помощи острого предмета поддеть и аккуратно снять деталь, не повредив защелку.
2. На чайниках Витек, Поларис, Скарлетт и некоторых других моделях дополнительные фиксирующие болтики размещаются под накладкой в нижней части ручки. Аналогичными действиями, описанными выше, нужно выкрутить винты.
3. После изъятия всех крепежных элементов нужно аккуратно отделить соединенные между собой части корпуса: днище, резервуар, крышку с ручкой.
4. Рабочие узлы электрочайника: ТЭН, термореле, контактные провода размещены на дне корпуса. Следует устранить обнаруженную неисправность, и собрать прибор в обратном порядке.

Совет! Когда винт плохо поддается выкручиванию, можно немного нагреть головку при помощи паяльника. Пластик вокруг болтика слега станет мягче, что позволит быстрее его выкрутить.

Почему электрический чайник не отключается при закипании

С электрочайниками случаются и обратные ситуации, когда прибор автоматически не отключается при закипании. В большинстве случаев неисправность может быть самостоятельно устранена владельцем прибора. Искать причину следует в следующих моментах.

1. Образующийся при кипении пар в исправно работающем чайнике направляется по каналу к термовыключателю. Когда крышка устройства не прикрывается плотно, пар вырывается наружу, и не достигает цели. Поэтому реле отключения не срабатывает.
2. Отсутствие или неровное расположение фильтра оказывает влияние на плотность примыкания крышки к корпусу. Через щели пар выходит наружу, что является причиной сбоя автоматики.
3. Еще одной причиной сбоя выключения при закипании является большое скопление накипи на стенках. Частицы отложений попадают в отводящий пар канал и забивают его.
4. Выход из строя биметаллической пластины, выключающей подачу электричество при закипании. Чайник при такой поломки выключается только в ручном режиме. После замены неисправной детали, автоматика будет срабатывать.
5. Неисправность термореле. Для исправной работы прибора технологический узел следует заменить.
6. Причиной проблемы могут быть закисленные контакты. Устраняется неисправность при помощи зачистки наждачной бумагой.

Чтобы электрочайник не отключался до кипения воды, необходимо тщательно выбирать устройство во время покупки, отдавая предпочтение проверенным производителям.

Источник