Какое время кипятится вода

Физическое явление, знакомое каждому: кипение воды и его особенности

Существует множество физических явлений, над которыми обычно никто не задумывается — настолько они стали привычны и обыденны.

Однако иногда бывает полезно узнать о них подробнее. Одним из таких явлений является кипение воды.

Что это за явление?

Кипение — это процесс перехода воды из жидкого агрегатного состояния в газообразное, то есть ее превращение в пар.

От обычного испарения оно отличается высокой степенью интенсивности: если на испарение воды может потребоваться несколько дней или недель, то выкипеть такой же ее объем сможет за считанные часы.

При необходимости ёмкость можно прикрыть, тогда часть пара будет конденсироваться обратно, становясь капельками воды.

Процесс кипения условно можно разделить на два этапа:

1. сначала вода нагревается до нужной температуры (при нормальном атмосферном давлении — это 100 градусов Цельсия),
2. потом происходит её превращение в пар, в течение которого показания термометра уже не меняются.

Однако источник тепла нужен даже на этой стадии, ведь парообразование тоже требует энергетических затрат.

Какие факторы влияют на закипание?

На кипение влияет множество факторов:

• количество воды;
• наличие примесей;
• емкость, в которой она содержится;
• температура окружающей среды;
• высота, где происходит кипячение;
• давление атмосферы;
• мощность источника тепла.

Также часть тепла забирает ёмкость, в которой содержится вода, ведь она должна дойти до нужной температуры ещё раньше, чем ее содержимое. Поэтому посуда с более тонкими стенками, сделанная из легко проводящего тепло материала, например, металла, лучше подходит для кипячения.

От массы, а значит и от объёма вещества, кипение находится в обратной зависимости. Чем больше вес, тем больше энергии требуется на его нагревание, тем дольше будет необходимо ждать.

При прочих равных условиях вода без соли и других примесей закипает несколько быстрее, чем солёная. Однако, если концентрация соли очень низкая, этой разницы может быть практически незаметно.

Давление также влияет на процесс. Чем оно выше, тем дольше будет закипать вода, потому что давление атмосферы как бы удерживает пузырьки газа внутри, а испаряться она начинает тогда, когда давление пара уравнивается с атмосферным.

Эта разница мало заметна, если сравнивать первый этаж жилого дома с пятым, однако становится ощутима, если речь идёт, например, о подъеме в горы.

В вакууме температура кипения всех веществ очень сильно снижается из-за понижения давления, обычно отличие составляет 100-200 градусов. Для воды она стремится к нулю по мере уменьшения количества воздуха, оставшегося в сосуде.

Не менее важны характеристики источника тепла. Чем больше его мощность, то есть количество выделяемой им энергии за единицу времени, тем быстрее идет процесс кипячения. На практике это означает, что на более сильном огне или при большей температуре конфорки на электроплите вода закипит скорее.

Сколько по времени закипает?

Становится понятно, что время кипения сильно зависит от условий, при которых оно происходит.

Величины:

• c1, L — табличные величины, теплоемкость и удельная теплота парообразования воды;
• m1 — ее масса;
• t°C — разница между изначальной и нужной для кипения температурой;
• N — мощность нагревательного прибора;
• m2 и c2 — характеристики емкости, в которой проводится кипячение (масса и теплоемкость).

Даже эта формула учитывает не все, ведь также существуют потери тепла, которое уходит в окружающую среду.

Однако такая точность редко бывает нужна в быту, кроме того, необходимые данные для расчётов получить затруднительно. Чаще всего кипение литра воды на плите при достаточно большом огне занимает около 10 минут. Здесь некоторую роль играет материал, из которого сделана посуда. Быстрее всего нагревается металл.

Как понять, что жидкость кипит?

По мере приближения к точке кипения в воде появляется все больше пузырьков. Сначала их можно увидеть на стенках сосуда, а потом они начинают всплывать на поверхность, отчего она становится неровной. Пропустить этот момент сложно из-за характерного бурления.

Даже спустя некоторое время после этого испарение будет продолжаться, потому что температура не сразу опустится ниже точки кипения. Например, от чашки горячего чая еще некоторое время идет пар.

Как быстро остывает после?

Остывание зависит от тех же факторов, что и нагрев: от объема, температуры окружающей среды.

Например, электрочайник, вскипевший за пять минут, будет остывать около двух часов, чтобы дойти до комнатной температуры.

Если объем воды большой, то остывание при прочих равных займет более длительный промежуток времени, а чем холоднее воздух вокруг, тем быстрее охладится и сам кипяток. Его температура будет опускаться до того момента, пока не сравняется с окружающей.

Нюансы процесса

Кипение воды в чайнике и кастрюле немного различается между собой, но в обоих случаях оно происходит при 100 градусах. Рассмотрим особенности каждого процесса.

В чайнике

В электрическом чайнике процесс пойдёт быстрее, чем при кипячении в кастрюле, он займёт 3-4 минуты, точное время зависит от конкретной модели и ее мощности. Не потребуется даже выключать прибор – он сделает это автоматически.

Свист, которым чайник оповещает, что вода кипит, связан с прохождением пара через крышку на его носике.

В кастрюле

При таком способе кипячения ждать потребуется дольше – около 10 мин. Лучше всего подойдет металлическая кастрюля, она нагреется быстрее, чем емкости из других материалов.

Не стоит наполнять ее до самого верха, потому что в таком случае при кипении брызги будут выплескиваться на плиту. Момент закипания сопровождается громким бурлением. Почти сразу после этого воду можно выключать.

Если накрыть кастрюлю крышкой, можно ускорить нагрев и закипание воды, потому что снизится количество тепла, уходящего в окружающую среду. Однако желательно оставить щель, через которую будет выходить пар.

Видео по теме статьи

О кипении жидкости расскажет видео:

Заключение

Хотя с точки зрения физики кипение — далеко не самый сложный процесс, говорить о нем можно долго, так как он связан со множеством факторов, под воздействием которых особенности его протекания несколько отличаются.

Даже общие знания из этой области могут быть полезны и найдут практическое применение, ведь в быту с необходимостью вскипятить воду регулярно сталкивается каждый.

Источник

Выясняем: за сколько закипает вода?

Кипение воды происходит только при достижении ею определенной температуры, а также давления. В ходе самого процесса интенсивно образуется пар.

Время вскипания зависит от целого ряда факторов. Играет роль место приготовления (микроволновка, плита, открытый огонь). Сам процесс вскипания можно ускорять разными способами.

От чего зависит время закипания?

Скорость вскипания напрямую зависит от следующих факторов:

• вид посуды, в которую она налита;
• место, на котором она кипятится;
• диаметр источника нагревания;
• температура нагревания;
• количество (чем еще больше, тем больше времени потребуется для ее закипания);
• изолированность емкости (в таре, накрытой крышкой, процесс ускоряется);
• размер посуды (чем больше ее диаметр, тем меньше потребуется времени для кипячения);
• изначальная температура самой водной среды (уже подогретая или теплая закипит быстрее, чем холодная);
• добавление в воду веществ, уменьшающих потерю ею тепла (растительное масло).

На скорость вскипания влияет также давление. Если оно пониженное, то процесс кипения начинается при достижении водой температуры меньше 100 0 С. При повышении давления время закипания увеличивается

Как долго кипятится в чайнике и кастрюле?

В двух указанных видах емкостей вода закипает через разное время. В чайнике она вскипает гораздо быстрее. Особенно это касается электрического чайника.

Для закипания в нем литра воды достаточно 3-х минут. Чайник на газовой плите закипает через 7-10 минут. Больше всего времени требуется для начала бурления воды в чайнике, греющемся на электроплите. На это уходит порядка 10-15 минут.

На вскипание воды в кастрюле уходит разное количество времени. Играет роль тип используемой плиты.

Чтобы началось кипение в кастрюле, греющейся на газовой плите, в среднем нужно подождать 6-7 минут.

На электроплите кипение начинается в кастрюле через 8-10 минут. На современных индукционных электроплитах вода в кастрюле закипает очень быстро. Чтобы вскипятить литр достаточно 3-4 минут.

Как меняется время в зависимости от места приготовления?

От места приготовления зависит то, насколько быстро жидкость начнет кипеть. Отмечается разное время начала кипения в таре, помещенной в микроволновку, и воды, готовящейся на огне. Также разное время начала бурления отмечается при кипячении на газовой и электрической плите.

В микроволновке

Но стоит достать чашку с водой и опустить в нее любой предмет, как она начнет бурно кипеть.

Чтобы довести воду до такого состояния, достаточно подержать стакан с ней во включенной на полную мощность микроволновке в течение 2-х минут.

На газовой и электрической плите

В емкости, поставленной на газ, кипение начинается быстрее, чем в таре, помещенной на электроплиту.

При приготовлении на газу емкость напрямую контактирует с огнем.

При этом площадь его соприкосновения с кастрюлей или чайником большая, если огонь на газовой плите включен на максимум.

Вода закипит в течение 6 минут. Пол-литра вскипает уже через 3 мин 15 секунд.

При готовке на электроплите время увеличивается. Это обусловлено тем, что сама емкость не контактирует с открытым огнем. Ее нагревает нагревательный элемент, через который проходит электроток.

Все это увеличивает процесс нагревания. Пол-литра закипит на электроплите только через 5 минут. На кипячение литра уходит уже 8-10 минут.

На огне

Время закипания воды на открытом огне самое длительное. Играют роль условия. Если на улице ветрено, то емкость будет прогреваться дольше. На кипячение может уйти больше времени.

Играет роль тара, в которой кипятится вода. Если у нее толстые стенки, то на открытом огне в ней будет закипать значительно дольше. Чем тоньше стенки у емкости, тем быстрее начнется процесс кипения. В среднем на огне кипение начинается через 10-15 минут.

Можно ли ускорить процесс?

Существуют следующие действенные варианты:

1. Кипячение воды в электрочайнике. Данный прибор вскипятит ее в 2-3 раза быстрее, чем в любой другой посуде.
2. Накрывание тары крышкой. Она уменьшит потерю тепла.
3. Выбор посуды с широким дном. Вода равномерно распределится по всей поверхности емкости. Площадь ее нагрева станет значительно больше, что приведет к началу ее бурления.
4. Помещение кастрюли на конфорку с самым большим диаметром. За счет этого увеличится площадь прогревания тары.
5. Добавление в воду растительного масла. Даже его небольшое количество ускоряет вскипание. Масло формирует пленку на водной поверхности. Она предотвращает испарение. Вместе с этим становится меньше отток тепла.

Заключение

Время закипания воды зависит от целого ряда факторов. Основными из них являются емкость, в которой она кипятится, и место ее приготовления. Быстрее всего она закипает в электрочайнике.

Также вскипание происходит быстрее при использовании индукционной плиты. На кипячение уходит больше времени, если вода готовится на электроплите. Дольше всего кипячение происходит на открытом огне. Процесс вскипания можно ускорить, накрыв емкость крышкой.

Также рекомендуется выбирать для кипячения тару с широким дном и использовать конфорки или другие источники нагревания с большим диаметром.

Источник

Как правильно нагреть воду для чая

Мы уже говорили о том, как выбрать воду для чая. Но не менее важно правильно ее нагреть — недокипевшая и перекипевшая вода одинаково портят вкус чая.

Перекипевшая вода

Случалось ли вам бежать, бросая все дела, к чайнику, как только вы услышали по звуку, что еще секунда — и вода перекипит? Смотрят ли на вас ваши не чайные друзья в это время как на сумасшедших?:)

На первых порах для чайных любителей проблема перекипевшей воды стоит очень остро — электрические чайники автоматически выключаются, когда вода изрядно прокипела, и этому не придается особого внимания. Забыть чайник на огне до состояния, когда из носика выходит мощной струей пар размером с кучевое облако, тоже легко.

В перекипевшей воде остается мало кислорода, поэтому чай становится плоским и невкусным. По этой же причине воду нельзя кипятить повторно — всегда только свежая вода.

Как правильно нагреть воду, мы расскажем ниже.

Недокипевшая вода

Недостаточно горячая вода — другая крайность и такая же проблема, как и перекипевшая.
Часто люди совершенно сознательно выбирают более холодную воду для заваривания, чтобы избежать горечи и терпкости во вкусе. Более холодная вода, действительно, уменьшает горечь и терпкость. Но заваривая ваш чай такой водой, вы не получаете все, что он вам может дать (в большей степени это относится к «темным» чаям).

Лучший способ управлять терпкостью/горечью — регулировать время заваривания и количество заварки. Снижение же температуры часто снижает насыщенность вкуса, делая его тоньше и легче. Для зеленых чаев и улунов слабой ферментации это все может быть, но не для темных чаев, и особенно шу пуэров. Вы просто не полностью раскрываете их потенциал.

Устройства для нагрева воды

Кулеры

Совершенно нечем порадовать людей, пользующихся кулерами. Проблема кулеров в том, что вода в них недостаточно горячая для заваривания темных чаев. Если вы любите красные чаи, пуэры, улуны сильной ферментации, то выходом может быть только покупка электрочайника.

Электрочайники с термометром

Эти чайники позволяют нагреть воду до нужной температуры. На них есть датчики — 70С, 80С, 90С, 95С, 100С.
Увы, 70-80-90С — это недокипевшая вода, и она для чая не подходит.

Как правильно нагреть воду для чая

Запомните, друзья, для любого чая воду нужно вскипятить. А уже потом остудить, если требуется: в среднем, за 5 минут вода при комнатной температуре остывает до 80С.

Во-первых, кипятить надо, если вы используете родниковую воду, особенно, если в ее безопасности вы не уверены.

Во-вторых, кипячение помогает снизить жёсткость воды, уменьшить содержание хлора. Многие чаи, экспериментально заваренные недокипевшей водой, вдруг приобретали рыбный привкус.

Чайник нужно снимать с огня/выключать, как только в нем стихает шум воды, а на поверхности появляются первые крупные пузыри воздуха, которые поднимаются со дна чайника — то есть в самом-самом начале бурления. Очень важно не пропустить этот момент.

В старых чайных текстах это называется «наблюдать кипяток».

Далее удобно перелить воду в термос, где она еще несколько часов будет достаточно горячей.

Стадии кипения воды

Их описал опять же Лу Юй в своем «Чайном каноне»:

1. «Крабий глаз» — на дне появляются маленькие пузырьки воздуха, а в воде появляется едва различимый треск.

2. «Рыбий глаз» — пузырьки увеличиваются, треск нарастает.

3. «Жемчужные нити» — со дна на поверхность начинают подниматься ниточки из пузырьков, вода шумит.

4. Нити становятся толстыми, вода начинает бурлить — «шум ветра в соснах». В самом начале этой стадии чайник необходимо снять с огня.

Кипячение воды на живом огне.

Вода на огне закипает медленно, поэтому все стадии кипения отслеживаются легко. Не все передается на фото, но последовательность проследить можно. Использовался стеклянный жаропрочный чайник и газовая туристическая горелка.

Кипячение воды в электрочайнике

Немного сложнее отследить воду в электрических чайниках. Во-первых, многие чайники непрозрачные. Во-вторых, в них вода закипает стремительно, а выключается он автоматически только после того, как она сильно перекипела.

Мы сфотографировали основные стадии кипения воды в чайнике:

В чем кипятить воду?

Как видите, в обоих случая мы используем стекло. Оно химически инертно и позволяет наблюдать за водой.

Другие материалы:

Пластик (электрические чайники) — самый неподходящий вариант. Пластмасса химически не инертна. Кроме того, стоит избегать чайников, которые препятствуют образованию накипи — нагревательный элемент останется чистым и блестящим, а вот вода останется жесткой, а кальций попадает в организм и может спровоцировать образование камней в почках.

Железо (металлические чайники для нагревания на огне). Не особенно подходящий для кипячения воды вариант. Металл так или иначе контактирует с водой, меняя ее вкус. Именно поэтому лучше не избавляться от накипи на стенках металлических чайников или же пользоваться эмалированной посудой.

Огнеупорная глина — самый канонический (исходя из старых трактатов о чае) вариант для кипячения воды. Но и самый редкий в условиях городской квартиры. Глина пропускает кислород, обогащает воду, долго держит тепло. И хотя через глиняные стенки не увидеть стадий закипания воды, по звукам, издаваемым таким чайником, можно с легкостью определить, на какой стадии кипения находится вода.

Источник