Испарение соли с водой

Является ли соль результатом испарения

Джон Моррис, доктор наук.

Морская вода состоит из различных солей, и когда морская вода испаряется, она оставляет после себя соли в виде твердых веществ. Больше всего в морской воде содержится хлорида натрия (NaCl), которая дальше в этой статье будет называться просто солью (с технической стороны она называется галитом или поваренной солью).

Прослойки соли являются естественной составляющей частью геологической колонки и представляют собой обильный источник для потребления людьми во всем мире. Сегодня, некоторые отложения соли выделяются из земли, так как когда соленая вода просачивается через горные породы Большого Каньона, она испаряется и оставляет соленый осадок. Другие отложения связаны с закрытыми прибрежными лагунами, которые заполняются морской водой во время штормов, после чего эти воды задерживаются и испаряются между штормами. Таким образом, отложения соли относятся к эвапоритам (так называются остатки после выпаривания).

При испарении воды с бассейна глубиной 30 метров, в результате осталось бы всего около 0.5 м соли. Может ли испарение морской воды быть причиной образования всех «эвапоритов»? Если да, то для их накопления потребовались бы многие миллионы лет, так как некоторые пласты соли невероятно толстые и широкие. Отложения соли часто залегают в виде пластов, которые простираются на тысячи квадратных миль и уходят на сотни метров в глубь земли.

Согласно мнению униформистов, которые придерживаются теории древней земли, закрытые бассейны и прибрежные лагуны на протяжении длительного времени постоянно поднимались и испарялись, благодаря чему образовались толстые отложения соли. Дух захватывает, когда думаешь о том, что эти огромные бассейны бесчисленное количество раз поднимались и испарялись и, несмотря на это оставались в том же самом месте на протяжении миллионов и миллионов лет. Совсем наоборот дело обстоит с современными лагунами, которые наполняются, перемещаются, эродируют — ведь особенности берегового рельефа лишены длительной устойчивости.

Расположенные в определенных областях геологической колонки огромные пласты соли сильно отличаются от эвапоритов, которые образуются сегодня. Морская вода состоит из многих химических и минеральных примесей, а также из одноклеточных и многоклеточных и является действующей жизненной зоной. Таким образом, современные эвапориты имеют довольно много примесей. Но большинство солевых отложений, представленных в геологической колонке, являются абсолютно чистыми , без примесей! В солевых рудниках эта соль просто разбивается и складывается в хранилища. Явно, что эти огромные, чистые пласты соли не являются испаренной морской водой. Должно быть, они образовались с помощью какого-то другого процесса.

Большинство солевых отложений, представленных в геологической колонке, являются абсолютно чистыми, без примесей! Явно, что эти огромные, чистые пласты соли не являются испаренной морской водой. Они образовались с помощью какого-то другого процесса.

Как и многие характеристики в геологии, теория катастрофы заменяет старые, бессильные униформистские идеи. Многие замечают, что огромные скопления соли обнаруживаются в бассейнах, которые образовались с помощью сильного тектонического прогибания, часто связанного с древними вулканическими извержениями. И это свидетельство никак не согласуется с идеей захваченной лагуны. Куда подевались ископаемые останки? Почему нет примесей?

Сегодня многие считают, что соль выдавились в перегретый, перенасыщенный солевой раствор через разломы, которые находятся глубоко в земле. После того как она столкнулась с холодными водами океана, горячие солевые растворы больше не могли сохранять высокие концентрации соли. Соль быстро выделилась из раствора и была лишена примесей и не содержала в себе останков морских организмов.

Великий Потоп времен Ноя прекрасно объясняет, что же произошло. Во время Потопа, огромное количество магмы, воды, металлов и химических веществ, вышли на поверхность из недр земли через “источники великой бездны” (Бытие 7:11) и извергли горячие вулканические вещества. Сегодня мы обнаруживаем их (особенно соль) переслаивающимися с осадочными породами Потопа, именно так, как предсказывает модель “Обратно к Бытию”.

Источник

Томский ученый выяснил, как кипят капли растворов

«Испарение воды регулирует теплообмен и в этом качестве используется, например, в биологии. Высококонцентрированные водные растворы соли применяются в химической промышленности и в энергетике, в абсорбционных тепловых насосах. При этом испарение многокомпонентных растворов, в том числе водных растворов солей, изучено слабо. Новые данные, полученные экспериментально, помогут скорректировать модели испарения и повысить эффективность технологических циклов в различных областях энергетики», — рассказал автор исследования, ведущий научный сотрудник кафедры автоматизации теплоэнергетических процессов ТПУ Сергей Мисюра.

В процессе эксперимента ученый осаждал на рабочую поверхность капли воды и водных растворов солей — бромида лития, хлорида кальция и хлорида лития. Начальная температура капель была равна температуре окружающего воздуха, 21 °С, а испарение проводилось при нагреве стенки от 80 до 150 °С.

Оказалось, испарение капель раствора соли принципиально отличается от испарения капли воды при интенсивном пузырьковом кипении. Скорость испарения небольшой капли воды во времени более-менее постоянна. Капля солевого раствора ведет себя совсем не так. Во время кипения раствора меняется концентрация соли, и из-за этого процесс дробится на несколько временных отрезков, в каждом из которых меняется как скорость испарения, так и роль конвекции.

«Концентрация растворов постоянно изменялась, ведь вода испаряется, а соль остается. Эти изменения отражаются на геометрии самой капли и на физико-химических свойствах раствора. Колебания температуры внутри капли и на ее поверхности влияют на теплообмен между поверхностью стенки капли и воздухом.

Возникающее из-за конвекции движение воздуха ускоряет испарение капель с меняющейся концентрацией. Однако этим фактором, как и теплопереносом внутри самой капли, в теоретических моделях до сих пор пренебрегали как несущественным. Мы же показали, что таким образом предполагаемая скорость испарения может быть ошибочно занижена почти в десять раз», — сказал Мисюра.

Предсказание скорости испарения капель солевых растворов необходимо для разработки новых технологий струйной печати и покрытий, медицинской диагностики и охлаждения микроэлектроники.

Статья с исследованием опубликована в журнале Scientific Reports.

Источник

Ускоряет ли соль кипение воды и другие мифы о пузырьках

Почему варить пасту в Гималаях вы будете вечно? Правда ли, что лучше кипятить холодную воду, а не горячую? Всю правду о кипении нам рассказал основатель телеграм-канала Food and Science Всеволод Остахнович.

Иногда такая простая вещь, как кастрюля с водой, может преподнести неожиданно много проблем. Особенно, если вы выльете её кому-то на голову зимой в Оймяконе. Шутки шутками, но не зря же говорят про плохого повара, что он даже воду вскипятить не может.

Вся правда об испарении

В обычном состоянии молекулы воды связаны друг с другом. Лишь самые быстрые из них, чья энергия выше остальных, умудряются улетать из кастрюли. Это называется испарение. Оно, кстати, происходит не только с поверхности, но и в объеме жидкости.

Вода всегда содержит в себе растворенный воздух. В результате увеличения температуры его растворимость уменьшается, и он стремится наверх. Когда его давление становится равно или выше атмосферного давления, происходит кипение. И мы видим, как десятки, а затем сотни маленьких пузырьков устремляются наверх.

Обычно вода кипит при температуре 100 °С. Но это «обычно» для каждого своё. В Гималаях, например, вода кипит при 70 °С. Пониженное атмосферное давление в горах означает, что молекулам воды нужно меньше энергии, т.е. тепла, чтобы испариться. Поэтому пытаться размягчить бобы или отварить пасту на высоте – медленное самоубийство.

Но если вы взяли с собой скороварку, то вы снова в игре. Ни одна приличная горная семья не обходится без этого устройства. Принцип его работы прост: герметичная крышка не позволяет образовавшемуся пару ускользнуть. Оставаясь внутри, он увеличивает давление на жидкость, поэтому молекулам нужно больше энергии, чтобы закипеть. Так средняя скороварка или автоклав, который работает по той же схеме, в среднем увеличивает температуру закипания воды на 20 °С. Независимо от того, готовите вы свое рагу в горах, на плато или в пещере.

Таким об­ра­зом, тем­пе­ра­ту­ра ки­пе­ния воды опре­де­ля­ет­ся дав­ле­ни­ем окружа­ю­щей среды. Чем оно ниже, тем при более низ­кой тем­пе­ра­ту­ре за­ки­па­ет жид­кость, и нао­бо­рот. Кстати, профессиональные повара, путешествуя по миру со своими блюдами, всегда делают поправку на высоту над уровнем моря.

Вам крышка

Идею с созданием внутреннего давления можно использовать, даже когда хочешь просто вскипятить воды летом. Обычная крышка на кастрюле позволит вам помыться немного быстрее – с ней вода будет горячее в среднем на 12 °С.

Но не всё так просто. Вселенной есть, чем удивить вас, уважаемые повара. Допустим, вы решили сварганить рагу в духовом шкафу. Выставляем температуру на 140 °С, засовываем гусятницу внутрь, сидим и спокойно наслаждаемся воскресным утром на кухне. В конце концом, температура внутри блюда должна дойти до 100 °С, верно? Нет. Все дело в испарительном охлаждении. Молекулам при испарении требуется огромное количество энергии, которую они попросту забирают у самой жидкости, охлаждая её. Поэтому рагу в открытой посуде в духовке дойдет примерно до 85 °С. Но есть и хорошие новости: это оптимальная температура для приготовления такого блюда.

Мифы о кипячении

1. Холодная вода закипает быстрее горячей

Абсолютно неверно. Скорость нагревания зависит от разницы начальной температуры и окружающей (например, огня конфорки), поэтому холодной воде сначала нужно добрать градусов для разогрева, а значит она будет закипать дольше.

Но всё равно лучше использовать холодную воду, поскольку в ней содержится меньше растворенных солей из муниципальных труб и посторонних ароматов.

2. Соль повышает температуру кипения

В принципе, да, но на кухне этим значением в доли градуса можно пренебречь. Чтобы повысить температуру на один градус по Цельсию, необходимо будет растворить больше 100 граммов соли. А это означает очень соленые пельмени.

«Но, погодите, я же сам видел, как вода начинает активнее бурлить, если подкинуть немного соли перед её закипанием. Значит, всё-таки есть какой-то эффект?». Есть, но только не реальный эффект, а его видимость. Внутри любого сотейника всегда есть какие-то царапинки. Именно эти неровности становятся местом зарождения пузыриков. По-научному, местами нуклеации или начальными зародышами паровой фазы. Кристаллы соли, попадая в воду, формируют сотни таких участков, которые и позволяют пузырькам быстрее убегать, создавая иллюзию мгновенного закипания.

То же самое происходит и в бокале шампанского. Тоненький ручеек, который мы так часто видим, льющимся со дна бокала – это 100% какая-то микроскопическая песчинка или неоднородность. Хотя всегда остаётся шанс, что вы просто решили вскипятить свой аперитив.

3. Кстати, об алкоголе. Говорят, что он полностью улетучивается при приготовлении

Да, температура его кипения 78 °С, поэтому многие предполагают, что он испарится раньше, чем закипит вода. Но это неверно, ведь он разбавлен в вашем блюде, смеси не ведут себя также, как чистые вещества. Даже после трёх часов на огне при температуре свыше 80 °С, около 5% алкоголя всё же останется. А если блюдо готовить в узком и высоком сотейнике при низкой температуре с закрытой крышкой, то содержание алкоголя в финале может повыситься до 49%. Хотя, надеюсь, что это не ваш стиль готовки.

4. Кипятить одну и ту же воду в чайнике дважды нельзя, потому что образуется тяжёлая вода

Этот миф из советского ядерного прошлого. Что же такое тяжёлая вода? Это вода, в состав которой входит дейтерий — тяжёлый водород — из-за чего её так и назвали. Получается она при электролизе, т.е. при прохождении через неё тока.

Открыта была в 1932 году, кому-то принесла Нобелевскую премию, использовалась в ядерных реакторах. Возможно, эта связь именно отсюда.

Но чтобы получить 1 литр тяжёлой воды, в чайник нужно будет налить 2,1•10 в 30 степени тонн воды. Это в 300 миллионов раз превышает массу Земли.

Нелогичная наука

Когда уже кажется, что всё понятно, на сцену выходит эффект Лейденфроста. Несмотря на «холодную» фамилию, вклад Иоганна Готлоба связан с нагретыми поверхностями.

Благодаря его «Трактату о некоторых свойствах обыкновенной воды» на свет появился однофамильный эффект Лейденфроста. Оказывается, если капля воды попадет на очень горячую поверхность, то пар, который незамедлительно образуется, окутает её, буквально поднимет над поверхностью и будет катать по всей сковороде.

Самое интересное, что, несмотря на температуру, такая капля будет испаряться дольше своих более холодных собратьев, потому что пар будет выступать изолятором и ограждать этот кусочек воды от накаленной поверхности. Чудеса в сковороде!

Особенно круто этот эффект работает в паре с молоком. Налейте его слишком рано, и вам обеспечен слой пригоревших белков, но стоит разогреть сотейник посильнее, и эффект Лейденфроста поможет молоку не пригореть. И ваша гречневая каша будет радовать вас еще неделю.

Источник