Какая вода испаряется быстрее соленая или пресная

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Научный проект: испарение пресной воды против испарения соленой воды

Разница между скоростью испарения пресной и соленой воды делает простой и познавательный научный проект. Если вы студент, готовящий проект научной ярмарки или презентацию в классе, или просто хотите расширить свои базовые научные знания, проведите этот эксперимент, чтобы продемонстрировать, что пресная вода испаряется быстрее, чем соленая.

Оборудование и материалы

Соберите пять одинаковых стеклянных мензурок с напечатанными сбоку мерными шкалами, весами для измерения граммов, этикетками и ручкой для разметки ваших мензурок, термометром, чайной ложкой, 100 г соли и источником водопроводной воды. Кроме того, вам необходимо найти стабильную среду, в которой атмосферные условия будут оставаться довольно постоянными, чтобы ваш эксперимент не подвергался воздействию каких-либо экстремальных температур или влажности. А если вы готовите презентацию или проект, используйте камеру, чтобы сфотографировать каждый аспект вашего эксперимента.

Поместите пять стаканов рядом друг с другом на плоской поверхности, чтобы они получали одинаковые световые и температурные условия. Используя весы, взвесьте 10, 20, 30 и 40 г соли и добавьте каждое количество в другой стакан. Промаркируйте мензурки в зависимости от количества соли внутри, оставив один стакан пустым в качестве контроля для пресной воды. Добавьте фиксированный объем водопроводной воды в каждый стакан, например 125 мл, прежде чем поместить термометр рядом с пятью стаканами. Отметьте температуру и время в журнале экспериментов и напишите небольшое уведомление, которое поместите рядом с вашим экспериментом, с просьбой, чтобы люди не мешали работе мензурок.

Возвращайтесь к мензуркам один раз в день на время эксперимента, который должен длиться не менее пяти дней. Запишите температуру, время дня и уровень воды в каждом стакане; для получения стабильных результатов рекомендуется ежедневно наблюдать за экспериментом в одно и то же время. Запишите любые другие наблюдения, которые вы могли наблюдать в отношении воды в мензурках, например любое изменение цвета, консистенции или наличие пузырьков на поверхности. Сделайте фотографии своего эксперимента, включая четкую фотографию уровня воды в каждом из стаканов.

По прошествии как минимум пяти дней завершите эксперимент. Нарисуйте линейный график с одной цветной линией, представляющей каждый из стаканов. Отметьте по оси X «дни» и по оси Y «объем воды в мл» и нанесите отметку на график один раз в день для каждого стакана в зависимости от уровня воды. Если вы готовите проект или презентацию для научной выставки, убедитесь, что графики, которые вы создаете, достаточно велики, чтобы их можно было просматривать с расстояния до нескольких футов, так как это расстояние, на котором зрители будут стоять, глядя на ваш киоск для научной выставки.

Источник

Что быстрее испаряется, соленая или пресная вода?

Пресная вода должна испаряться быстрее соленой, потому что испарение пропорционально поверхности раздела жидкости и воздуха, а у соленой воды часть этой поверхности занята ионами растворенной соли, которые мешают молекулам воды испаряться. В пользу этого говорит известный факт: температура кипения соленой воды выше, чем у пресной. По той же самой причине.

Конечно, как отметил il63 солёная вода кипит при более высокой температуре. Поэтому, чем выше температура, тем быстрее испаряется вода из раствора. А раствор становится более насыщенным и из него быстрее испаряется вода, а остаётся соль. Поэтому солёная вода высохнет быстрее, чем пресная вода. Это если у солёной воды будет температура выше. Но вопрос интересен тем- а какая вода может набирать более высокую температуру, например, на солнце. Так что, думаю, вопрос нуждается в экспериментальной проверке.

Вообще концентрацию, «крепость» водки производят с помощью спиртометра или ареометра..

Приборчик опускают в раствор и по шкале смотрят..

Принцип основан на законе Архимеда..

Если нет такого прибора, то можно налить в мерную посуду например литр и взвесить..

А потом взвесить мерную посуду пустую..

Потом решаем систему линейных алгебраических уравнений:

r1,r2- плотности спирта, воды соответственно

V1,V2,V — объёмы спирта, воды и общий соответственно

M1,M2 — массы наполненной и пустой посуды соответственно

Находим отсюда объём спирта V1..

Отношение V1/V* 100% и есть объёмная концентрация спирта..

Этот способ может дать очень точные показания, если взять химическую мерную посуду и точные весы..

Если лёд тоже считать водой (замерзшей), то на поставленный вопрос можно дать три разных ответа — в зависимости, как говорят, «от условий эксперимента». Предполагается, что давление близко к атмосферному (во всяком случае, не вакуум).

Первый случай. Лед плавает в воде при нулевой температуре, система очень хорошо термоизолирована, в сосуде плотная крышка, вода не испаряется. Такое положение называется безразличным равновесием. То есть лед не тает, вода не замерзает.

Второй случай. То же самое (лед плавает в воде, температура 0°С), но всё это находится (например, в кастрюле) на столе в комнате. В этом случае тепловая энергия извне (в основном от воздуха) будет поступать к воде и льду, и лед будет таять, пока весь не растает. При этом температура в кастрюле меняться не будет — если есть перемешивание. Без него произойдет расслоение: более теплая вода будет опускаться на дно кастрюли, а более холодная подниматься вверх, туда, где плавает лёд. После того, как весь лед растает, вода и кастрюля будут медленно нагреваться до комнатной температуры.

Третий случай. Лед и вода в кастрюле находятся в условиях, когда тепловая энергия передается от кастрюли, воды и льда наружу. Например, кастрюлю выставили зимой на холод (температура ниже нуля) или поставили в морозильную камеру. В этом случае вода будет замерзать, но если содержимое перемешивать, то температура еще не замерзшей воды, как и льда, будет по-прежнему нулевой. После замерзания всей воды в кастрюле температура льда в ней начнет понижаться, пока не станет равной температуре окружающего воздуха.

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