Как довести воду до 100 градусов

Непостоянная величина, или какова температура кипения воды

Кипение воды без ее нагревания – явление обыденное. Его обязательно демонстрировали на школьных уроках физики.

Как же можно достичь кипения воды, не прибегая к воздействию на нее температуры, и почему это возможно – целевые вопросы, затрагиваемые в этой публикации.

Что это такое?

Температура кипения воды – это граница ее фазового перехода из жидкого состояния в газообразное (пар). Причем в этот момент все тепло поглощается этим пограничным процессом, не позволяя воде продолжать греться. Она не нагревается выше 100С, в отличие от пара.

От чего зависит?

Это параметр зависим от следующих факторов:

Нагрев. Он заставляет молекулы воды двигаться быстрее, постепенно уравнивая давление ее насыщенного пара с атмосферным.

При достаточном нагревании их значения выравниваются. В этот момент вода начинает кипеть.

Давление окружающей среды – второй по значимости фактор после нагрева. Его сокращение снижает порог закипания.

Чистота воды незначительно, но влияет на ее закипание. Частицы посторонних включений тяжелее водяных, и для их разгона нужно больший разогрев. Поэтому чем сильнее загрязнение воды, тем выше граница ее закипания.

Чему равна в нормальных условиях?

Состояние, при котором давление составляет 760 мм. рт. ст (101,325 кПа) при 0С, принимают нормальным. Чистая вода в таком состоянии закипает при 100С.

Почему H2O закипает именно при 100 градусах?

Нагрев приводит к отделению растворенного воздуха от H2O и образованию микроскопических пузырей. Чем горячее она становится, тем больше вырастает их объем и количество. При этом их пространство заполняется паром, давление которого также растет.

Постепенно пар становится насыщенным. Пузыри укрупняются и, ускоряясь, покидают воду.

Этому процессу свойственны следующие этапы:

• образование мелких пузырьков и их группировка на дне и стенках емкости;
• рост количества и объема пузырей, а также скорости их подъема на поверхность, что сопровождается характерным звуком;
• массовое всплытие и ускорение движения пузырьков вызывает усиление звука бурления и изменение его тональности.

На последней стадии объем паровых пузырей максимален. Давление пара и атмосферы соизмеримы, что и провоцирует фазовый переход и сильное бурление. Если значение давления атмосферы близко к нормальному, то описанный процесс протекает именно при 100С.

Может ли кипеть при нагреве более или менее 100С?

Из вышесказанного следует утвердительный ответ. Достаточно искусственно повысить давление, окружающее воду, или растворить в ней какое-нибудь вещество. Опыт показывает, что температура кипения воды повысится на 1С при добавлении в ее состав 40 граммов пищевой соли.

Напротив, в разряженном воздухе температура закипания снижается (ориентировочно около 0,2С на каждые 5 мм. рт. ст.).

Заключение

Теперь можно утверждать, что температура кипения воды не является незыблемой константой. Поэтому неудивительно, что на Эвересте она составляет порядка 69 градусов. Напротив, океаническая вода закипает только при 101С по причине своей солености.

Каноническое же значение, равное 100С, подразумевает проведение измерения с кристально чистой H2O и нормальным давлением. Разумеется, соблюсти оба требования на практике принципиально невозможно.

Источник

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

Как вскипятить воду?

Содержание материала

Описание

Как вскипятить воду? Можно использовать любую емкость и плиту, задействовать микроволновку, скороварку, мультиварку и даже выбрать более нестандартные методы. Давайте разберем разнообразные способы кипячения воды, а также узнаем, как добиться кипения жидкости на высоте. В принципе, нет ничего сложного в этом процессе, достаточно знать общие правила и следовать некоторым советам.

Кипяченая вода может понадобиться по различным причинам: для приготовления пищи, создания чая. Ее могут кипятить с целью обеззараживания. Соответственно, температура подогретой жидкости существенно отличается. В отдельных случаях достаточно добиться видимого кипения, а затем жидкость все равно будет остужаться.

Помните, что температура кипения воды в обычных условиях составляет 100 градусов по Цельсию. А вот для заваривания чая может понадобиться температура от 70 (крупнолистовой зеленый чай) до 100 (пост-ферментированные и отдельные окисленные (желтый, шен-пуэр, белый) виды чая) градусов по Цельсию.

Использование кастрюли и варочной поверхности

Использование кастрюли и варочной поверхности – это один из наиболее привычных, простых и доступных для каждого человека способов. Подобное может понадобиться для приготовления пищи. В чем можно вскипятить воду? Преимущественно для этих целей используют сковороду (подойдет и алюминиевая, и эмалированная), но также можно задействовать сотейник, металлическую литровую кружку и даже глубокую сковороду. Все зависит от целей кипячения.

Итак, алгоритм кипячения воды в кастрюле (или другой подходящей емкости) на плите следующий:

1. Возьмите большую кастрюлю с крышкой (ее задача – удерживать тепло внутри посуды для более быстрого закипания жидкости). Обратите внимание, что форма кастрюли не играет никакой роли. © https://ydoo.info/qa/kak-vskipyatit-vodu.htmlВ большой емкости вода будет закипать дольше, чем в маленькой, из-за объема жидкости.
2. Налейте в кастрюлю воду из-под крана (желательно холодную, так как горячая может впитать в себя свинец, содержащийся в водопроводных трубах) так, чтобы она не доходила до краев, иначе жидкость начнет выплескиваться после закипания. Помните, что использовать холодную воду нужно из-за того, что она более чистая, а закипает она медленнее горячей.
3. Если планируете готовить пищу, можно сразу добавить немного соли (это не обязательно). Соль не влияет на температуру кипения, она просто нужна для вкуса пищи. Кстати, при добавлении соленого ингредиента в воду для варки яиц удается облегчить последующую чистку скорлупы.
4. Кастрюлю нужно отправить на сильный огонь. Накройте ее крышкой, чтобы жидкость быстрее закипела.
5. Далее нужно только следить за закипанием воды. Этот процесс имеет разные стадии, которые нужно отличать. Помните, что большинство блюд требует или слабо, или бурно кипящую жидкость. Итак, если заметили на дне кастрюли слабые пузырьки газа (они не поднимаются на поверхность), а жидкость сверху слегка подрагивает, то эта стадия Quiver, или подрагивания (температура примерно 60-75 градусов по Цельсию (140-170 градусов по Фаренгейту), что идеально для готовки фруктов (бланширование или варка), яиц пашот, рыбы). Если замечаете, что пузырьки воздуха поднимаются вверх, но поверхность воды спокойна, то это стадия Sub-simmer, или закипания (температура составляет 75-90 градусов по Цельсию (170-195 градусов по Фаренгейту), что отлично подходит для тушения мяса или приготовления рагу. Если к поверхности жидкости в кастрюле поднимается много мелких и средних пузырьков, то это свидетельствует о стадии Simmer, или медленное кипение (температура воды составляет около 90-100 градусов по Цельсию (195-212 градусов по Фаренгейту), что отлично подходит для создания паровых овощей, горячего шоколада или чая). Если же замечаете выделение пара, бурное кипение воды и бурление даже при помешивании, то это говорит о стадии Full, rolling ball, или полное, бурное кипение (температура воды составляет 100 градусов по Цельсию (212 градусов по Фаренгейту), что подходит для варки макарон или сарделек.
6. Теперь осталось положить выбранные продукты в кастрюлю. Не переживайте, если жидкость временно перестанет кипеть. Так происходит из-за того, что холодные продукты понижают температуру. Помните, что в холодную воду лучше не закладывать еду (исключение – это указано в рецепте), в частности, мясо станет более жестким и не таким ароматным.
7. После того, как вода опять начнет кипеть после закладки продуктов, уменьшите огонь до среднего, а потом до слабого, добиваясь требуемой стадии кипения. Если варите суп или другое блюдо, требующее длительного кипения, то крышку лучше не плотно закрывать, а сдвигать на бок.

Можно воспользоваться и мультиваркой для кипячения воды. Достаточно налить в чистую чашу прибора желаемый объем жидкости и включить режим «Жарка». Время от времени открывайте емкость и проверяйте, не закипела ли вода. Обычно достаточно не более двадцати минут. Это отличный способ обойтись без огня и газа для кипячения воды. Без электричества тоже можно справиться, например, вскипятив воду в казанке над костром.

Альтернативный вариант – использование кипятильника. Но учитывайте, что он работает от электричества. С помощью кипятильника можно вскипятить жидкость в любой емкости, даже в бумажном или пластиковом стаканчике, но прибор нужно удерживать руками во время работы так, чтобы он не касался стенок посуды. Можно даже постараться закипятить жидкость в пакете, действуя по аналогии, то есть исключая соприкосновение кипятильника с самим пакетом. Этот метод подойдет в тех случаях, когда нужно вскипятить воду, не имея посуды. Но лучше не рисковать и пользоваться подходящей утварью.

Как вскипятить воду для питья?

Как вскипятить воду для питья? Это нужно делать для того, чтобы уничтожить болезнетворные организмы и бактерии, содержащиеся в жидкости. Благодаря кипячению удается избавиться практически от всех микроорганизмов, но вот справиться с химическим загрязнением не удастся, о чем важно помнить. При использовании мутной воды ее желательно отфильтровать, чтобы избавиться от частичек грязи:

1. Итак, нужно налить жидкость в емкость и отправить на плиту. Доведите ее до стадии бурного кипения, которая наступает после достижения водой температуры в 100 градусов. В это время погибнут все вредные микроорганизмы.
2. Продолжайте кипятить воду в течение одной-трех минут. Это не обязательно, но позволит убедиться в том, что все бактерии действительно погибли. Кстати, при кипячении воды на большой (свыше 600 метров) высоте время кипения нужно увеличить до трех-шести минут ввиду быстрого испарения и медленного нагревания до нужной температуры.
3. Далее воду нужно охладить и перелить в удобную емкость для хранения, например, в пластиковую закручивающуюся бутылку. Помните, что желательно держать жидкость в герметично закрытой и обязательно чистой емкости.

Для того чтобы вода приобрела более приятный вкус, а не была «пресной», ее нужно несколько раз перелить из одной емкости в другую. Это делается для дополнительного напитывания жидкости воздухом, который и улучшает вкусовые качества.

Во время путешествия для обеззараживания воды можно пользоваться кипятильником, походной печкой или чайником при наличии источника электроэнергии. Сегодня можно встретить даже компактные устройства для кипячения воды, которые работают от батареек или топлива.

Если нет никакой возможности кипячения воды с помощью газа, электричества или огня, можно воспользоваться солнечным светом. Поставьте емкость с водой так, чтобы на нее попадало максимальное количество солнечных лучей. В таком виде жидкость должна стоять не менее шести часов. Конечно, этот способ менее надежный по сравнению с кипячением, но все же он тоже позволяет уничтожить вредные бактерии.

По аналогии проводится кипячение морской (но пресной она не станет, так как для этого нужно пользоваться специальным фильтром) и газированной (она станет негазированной) воды, если в этом есть необходимость. Алгоритм ничем принципиально не отличается, кроме типа воды.

Помните, что удобнее всего пользоваться чайником. Подойдет и железный (о том, что вода достигла нужной температуры, будет свидетельствовать появление пузырьков на ее поверхности или свист прибора при наличии соответствующего свистка на носике), и электрический (его достоинство заключается в том, что устройство само отключается после закипания, уведомляя сигналом).

Как пользоваться микроволновкой?

Как пользоваться микроволновкой? В ней очень просто вскипятить воду в небольшой миске или даже в чашке. Лучше всего, конечно, задействовать специальную емкость для микроволновки, но в ее отсутствие подойдет любая керамическая или стеклянная емкость. Главное – отсутствие металлической краски.

Как проверить, можно ли использовать выбранную посуду в микроволновке? Возьмите керамическую чашку и налейте в нее воду. Установите в микроволновку, а рядом поставьте желаемую емкость, которую планируете проверить. Включите прибор на одну минуту на максимальную мощность. После этого проверьте, разогрелась ли емкость: если она горячая, ее использование в микроволновой печи для нагрева воды является недопустимым.

Кстати, ученые рекомендуют пользоваться емкостями с щербинками и царапинами (по-научному их называют «центрами парообразования) изнутри. Это облегчит образование пузырьков газа в жидкости и позволит существенно снизить риск взрыва емкости от перегрева воды, что гарантирует большую безопасность при использовании микроволновки. Именно поэтому пластиковые емкости, отличающиеся гладкой внутренней поверхностью, считаются худшим вариантом ввиду затруднения парообразования.

Итак, для кипячения воды в микроволновке действуйте так:

1. Налейте в емкость (которая подходит для печи СВЧ) воду.
2. В нее погрузите любой предмет, например, палочку для еды, деревянную ложку, шпажку и т. д. для облегчения процесса парообразования. Также можно добавить ложечку сахара или соли (в качестве альтернативы деревянным предметам).
3. Установите емкость в микроволновку.
4. Нагревайте жидкость 1-минутными интервалами на максимальной мощности, помешивая ее в промежутках, так как по краям все разогревается быстрее, чем в середине. О готовности воды будет свидетельствовать то, что она очень горячая и наличие пара.

Не стремитесь нагреть жидкость до состояния бурного кипения. Вода достигнет желаемой температуры (90, 110 и т. д. градусов), но внешне процесс кипения будет менее выраженным, чем на плите в кастрюле.

Как вскипятить воду на большой высоте?

Как вскипятить воду на большой высоте? Это вполне возможно, но нужно обязательно учитывать влияние высоты. Помните, что при поднятии над уровнем моря воздух становится более разреженным (чем выше, тем все более разреженным). Как результат, он меньше давит на поверхность воды, поэтому водяные молекулы легче отрываются и превращаются в пар. Чтобы решить эту проблему, нужно задействовать меньшее количество тепла. Другими словами, вода будет закипать намного быстрее, но вот ее температура будет ниже по сравнению с обычным методом кипячения, что приведет к сложностям во время приготовления пищи.

В любом случае можно справиться с задачей кипячения воды на высоте. Существенные проблемы возникают только в том случае, если подобная задача ставится перед человеком, который находится на высоте более 600 метров (свыше 2000 футов) над уровнем моря.

Итак, действовать нужно следующим образом, если хотите вскипятить воду на высоте:

1. Наберите много воды (можно набрать целое ведро), так как на высоте испарение происходит быстрее. Эта рекомендация особенно актуальна, если вода нужна для готовки пищи (во время приготовления она будет кипеть и интенсивно испаряться). Отправьте емкость с жидкостью на плиту или любую варочную поверхность (подвесьте над костром и т. д.).
2. Готовьте еду дольше, чем в домашних условиях на обыкновенной плите (то есть не на высоте). Рассчитать требуемое время несложно. Например, если в обычных условиях понадобится менее 20 минут для закипания одного литра воды, то на высоте к этому количеству минут нужно прибавлять по одной на каждые 305 метров (1000 футов). Если же жидкость дома кипит дольше 20 минут (большой объем), то к этому количеству минут нужно прибавлять по две на каждые 305 метров (1000 футов).
3. Задействуйте скороварку. Этот прибор упростит процесс готовки пищи на высоте. В обычной кастрюле еда будет готовиться намного дольше ввиду значительного испарения жидкости. В скороварке благодаря ее герметичности вода будет находиться под плотно закрытой крышкой, которая создает давление и увеличивает температуру кипящей воды. Как результат, можно пользоваться практически любыми рецептами.

Как видите, вполне возможно вскипятить воду и на высоте. Сложностей как таковых в этом процессе нет, нужно только придерживаться общих правил и рекомендаций.

Нестандартные способы кипячения воды

Нестандартные способы кипячения воды следует задействовать в тех случаях, если нет возможности использовать электрический чайник, плиту, микроволновку или мультиварку для облегчения кипячения. К основным относятся следующие:

1. Можно использовать пищевую пленку или пакет. В выбранный предмет нужно налить воду. Подвесьте пакет над костром, но так, чтобы пламя не доставало до него. Через какое-то время вода закипит.
2. По аналогии используют и бумажную тару, например, стаканчик или обрезанную часть упаковки из-под сока, алюминиевые (банка из-под напитка) или пластиковые (бутылки или стаканчики) емкости, кепку.
3. В отсутствие вышеописанных предметов сооружают емкость из бересты и кипятят жидкость в ней.
4. Можно сделать из двух лезвий, спичек и двухжильного провода импровизированный кипятильник. Принцип его действия аналогичен обыкновенному.
5. В автомобиле можно вскипятить воду от аккумулятора. Для этого в машине нужно иметь специальный чайник, который включается в место для прикуривателя (по аналогии с автомобильной зарядкой).
6. При кипячении воды на солнце можно задействовать зеркала. Одним ловят солнечные лучи и направляют с помощью других зеркал так, чтобы они попадали на емкость с водой. Процедуру кипячения удается существенно ускорить.
7. Можно воспользоваться спиртовкой, которая наверняка есть в походном снаряжении охотника или рыболова, для кипячения воды, но только в малых количествах, так как энергии, выделяемой спиртовкой, для нагрева большого объема жидкости (например, ведра воды) не хватит.

Интересно, что можно даже вскипятить воду звуком, но это практически невозможно в домашних условиях, так как нужно добиться интенсивности звука выше, чем при запуске ракеты.

Помните, что все эти способы нестандартные. Лучше всего прибегать к проверенным методам кипячения, чтобы не рисковать понапрасну.

Общие советы

С общими советами полезно ознакомиться до начала кипячения воды выбранным способом. Итак, обратите внимание на такие рекомендации:

1. И пар, и кипяток очень горячие. Действуйте аккуратно с посудой или прибором, который задействован для кипячения жидкости. Рационально воспользоваться прихваткой.
2. Помните, что в микроволновой печи нежелательно кипятить дистиллированную воду, так как она может перегреться ввиду отсутствия примесей, обеспечивающих парообразование.
3. Знайте, что пар намного горячее кипятка, поэтому если обжечься им, то это приведет к более тяжелым последствиям.
4. Питьевую воду перед употреблением желательно кипятить, чтобы избавляться от бактерий и микробов.
5. Холодная вода, набранная из-под крана, является более чистой, чем горячая.

Существует немало способов кипячения воды в домашних или походных условиях. В этой статье приведены основные и наиболее распространенные из них. Остается выбрать подходящий для себя и приступить к кипячению жидкости.

Источник