T кипения воды – Кипение воды – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Содержание

Почему температура кипения воды в различных условиях разная? :: SYL.ru

Каждый знает, что температура кипения воды при обычном атмосферном давлении (около 760 мм рт. ст.) составляет 100 °С. Но не всем известно, что вода может закипать при различной температуре. Точка закипания зависит от ряда факторов. Если срабатывают определенные условия, вода может закипеть и при +70 °С, и при +130 °С, и даже при 300 °С! Рассмотрим причины более подробно.

Температура кипения воды

От чего зависит температура кипения воды?

Закипание воды в емкости происходит по определенному механизму. В процессе нагрева жидкости на стенках емкости, в которую она налита, появляются пузырьки воздуха. Внутри каждого пузырька находится пар. Температура пара в пузырьках изначально значительно выше нагреваемой воды. Но ее давление в этот период выше, чем внутри пузырьков. Пока вода не прогрелась, пар в пузырьках сжимается. Затем под воздействием внешнего давления пузырьки лопаются. Процесс длится до тех пор, пока температуры жидкости и пара в пузырьках не сравняются. Именно теперь шарики с паром могут подняться на поверхность. Вода начинает закипать. Далее процесс нагрева прекращается, так как излишки тепла выводятся паром наружу в атмосферу. Это термодинамическое равновесие. Вспомним физику: давление воды состоит из веса самой жидкости и давления воздуха над сосудом с водой. Таким образом, меняя один из двух параметров (давление жидкости в сосуде и давление атмосферы), можно изменить температуру закипания.

Какова температура кипения воды в горах?

В горах температура кипения жидкости постепенно падает. Это связано с тем, что атмосферное давление при восхождении на гору постепенно понижается. Чтобы вода закипела, давление в пузырьках, которые появляются в процессе нагрева воды, должно быть равным атмосферному. Поэтому с увеличением высоты в горах на каждые 300 м температура кипения воды снижается приблизительно на один градус. Такой кипяток не такой горячий, как кипящая жидкость на равнинной местности. На большой высоте сложно, а иногда и невозможно заварить чай. Зависимость кипения воды от давления выглядит таким образом:

Высота над уровнем моря

0 м

300 м

1000 м

2000 м

3000 м

4000 м

5000 м

6000 м

Температура закипания

100 °С

99 °С

96,7 °С

93,3 °С

90 °С

86,7 °С

83,8 °С

80 °С

А в других условиях?

А какова температура кипения воды в вакууме? Вакуум представляет собой разреженную среду, в которой давление значительно ниже атмосферного. Температура кипения воды в разреженной среде также зависит от остаточного давления. При давлении в вакууме 0,001 атм. жидкость закипит при 6,7 °С. Обычно остаточное давление составляет около 0,004 атм., поэтому при таком давлении вода закипает при 30 °С. При увеличении давления в разреженной среде, температура кипения жидкости будет повышаться.

В герметически закрытом сосуде температура кипения жидкости связана с давлением внутри емкости. В процессе нагрева происходит выделение пара, который оседает конденсатом на крышке и стенках сосуда. Таким образом, увеличивается давление внутри сосуда. Например, в скороварке давление достигает 1,04 атм., поэтому жидкость кипит в ней при 120 °С. Обычно в таких емкостях давление можно регулировать при помощи встроенных клапанов, следовательно, и температуру тоже.

Стадии кипения воды: ru_cartman — LiveJournal

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.

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

На начальной стадии пузырьки на дне появились при температуре 55 градусов.

Стадии кипения воды. Рыбий глаз. Температура - 55С

«Крабий глаз» – самая первая стадия. Она наступает, когда отдельные довольно крупные пузырьки воздуха начинают отрываться от дна чайника и подниматься на поверхность воды. При этом можно услышать как бы легкое потрескивание. Температура воды – примерно 70-80°С (77°С).

Стадии кипения воды. Крабий глаз. Температура - 77С

«Рыбий глаз» – следующая, более короткая стадия. Со дна чайника поднимаются более мелкие пузырьки воздуха. Потрескивание становится чаще и сливается в легкий шум. Температура примерно 80-85°С (83°С)

Стадии кипения воды. Жемчужные нити. Температура - 83С

«Жемчужные нити». От дна чайника к поверхности тянутся ниточки из маленьких пузырьков, действительно похожие на жемчуг. Шум немного меняется и становится как бы глуше. Температура при этом около 85-92°С (83°C)

«Шум ветра в соснах». Эту стадию трудно поймать, она совсем короткая. Меняется звук кипения.

До пятой стадии обычно дело не доходят, т.к такая вода считается уже старой и для чая не используется.
Это стадия «Бурные валы». Вода бурлит, это уже крутой кипяток с температурой почти 100°С (98°С).

Стадии кипения воды. Бурные валы. Температура - 98С

А теперь давайте подытожим сказанное. Первая стадия (пузырьки на дне чайника) – «рачий глаз»; вторая стадия (вода «пощелкивает» и пузырьки бегут вверх) – «рыбий глаз»; третья стадия (меняется тон закипевшей воды) – «шум ветра в соснах». Кипячение воды следует сразу прекратить, как только послышится этот «шум ветра», поскольку последующее бурное бульканье означает «смерть воды»

Китайцы подчеркивают, что долгое кипячение разрушает «жизненную силу воды».
Англичане, в свою очередь поясняют, что для хорошего заваривания чая требуется большое содержание в воде кислорода, а он с началом бурного кипения быстро улетучивается.

От чего зависит кипение воды

Чтобы приготовить различные вкусные блюда, часто необходима вода, и, если ее нагревать, то она рано или поздно закипит. Каждый образованный человек при этом знает, что вода начинает кипеть при температуре, равной ста градусам Цельсия, и при дальнейшем нагревании ее температура не меняется. Именно это свойство воды используется в кулинарии. Однако далеко не всем известно, что это бывает не всегда так. Вода может закипать при разной температуре в зависимости от условий, в которых она находится. Давайте попробуем разобраться, от чего зависит температура кипения воды, и как это нужно использовать.

При нагревании температура воды приближается к температуре кипения, и по всему объему образуются многочисленные пузырьки, внутри которых находится водяной пар. Плотность пара меньше, чем плотность воды, поэтому сила Архимеда, действующая на пузырьки, поднимает их на поверхность. При этом объем пузырьков то увеличивается, то уменьшается, поэтому закипающая вода издает характерные звуки. Достигая поверхности, пузырьки с водяным паром лопаются, по этой причине кипящая вода интенсивно булькает, выпуская водяной пар.

Температура кипения в явном виде зависит от давления, оказываемого на поверхность воды, что объясняется зависимостью давления насыщенного пара, находящегося в пузырьках, от температуры. При этом количество пара внутри пузырьков, а вместе с этим и их объем, увеличиваются до тех пор, пока давление насыщенного пара не будет превосходить давление воды. Это давление складывается из гидростатического давления воды, обусловленного гравитационным притяжением к Земле, и внешнего атмосферного давления. Поэтому температура кипения воды увеличивается при возрастании атмосферного давления и уменьшается при его уменьшении. Только в случае нормального атмосферного давления 760 мм.рт.ст. (1 атм.) вода кипит при 100

0С. График зависимости температуры кипения воды от атмосферного давления представлен ниже:

Из графика видно, что если увеличить атмосферное давление до 1,45 атм, то вода будет кипеть уже при 1100С. При давлении воздуха 2,0 атм. вода закипит при 1200С и так далее. Увеличение температуры кипения воды может быть использовано для ускорения и улучшения процесса приготовления горячих блюд. Для этого изобрели скороварки – кастрюли с особой герметично закрывающейся крышкой, снабженные специальными клапанами для регулирования температуры кипения. Из-за герметичности давление в них повышается до 2-3 атм., что обеспечивает температуру кипения воды 120-1300С. Однако при этом нужно помнить, что использование скороварок сопряжено с опасностью: пар, выходящий из них, имеет большое давление и высокую температуру. Поэтому нужно быть максимально осторожными, чтобы не получить ожог.

Обратный эффект наблюдается, если атмосферное давление понижается. В этом случае температура кипения тоже уменьшается, что и происходит при увеличении высоты над уровнем моря:

Высота над уровнем моря, м

0

300

1000

2000

3000

4000

6000

8000

Атмосферное давление, Па

101325,69

98066,50

88259,85

78453,20

68646,55

58839,90

49033,25

39226,60

Температура кипения воды

100,0

99,09

96,18

92,99

89,45

85,45

80,86

75,42

В среднем, при подъеме на 300 м температура кипения воды уменьшается на 10С и достаточно высоко в горах опускается до 800С, что может привести к некоторым трудностям в приготовлении еды.

Если же дальше уменьшать давление, например, откачивая воздух из сосуда с водой, то при давлении воздуха 0,03 атм. вода будет кипеть уже при комнатной температуре, и это достаточно необычно, так как привычная температура кипения воды – 1000С.

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы

При какой температуре вода кипит? Зависимость температуры кипения от давления

Кипение – процесс изменения агрегатного состояния вещества. Когда мы говорим о воде, то имеем в виду изменение жидкого состояния в парообразное. Важно отметить, что кипение – это не испарение, которое может протекать даже при комнатной температуре. Также не стоит путать с кипячением, что является процессом нагревания воды до определенной температуры. Теперь, когда мы разобрались с понятиями, можно определить, при какой температуре кипит вода.

при какой температуре вода кипит

Процесс

Сам процесс преобразования агрегатного состояния из жидкого в газообразное является сложным. И хотя люди этого не видят, существует 4 стадии:

  1. На первой стадии на дне нагреваемой емкости образуются небольшие пузырьки. Также их можно заметить по бокам или на поверхности воды. Они образуются из-за расширения воздушных пузырьков, которые всегда есть в трещинах емкости, где нагревается вода.
  2. На второй стадии объем пузырьков увеличивается. Все они начинают рваться к поверхности, так как внутри них находится насыщенный пар, который легче воды. При повышении температуры нагрева давление пузырьков возрастает, и они выталкиваются на поверхность благодаря известной силе Архимеда. При этом можно слышать характерный звук кипения, который образуется из-за постоянного расширения и уменьшения в размере пузырьков.
  3. На третьей стадии на поверхности можно видеть большое количество пузырьков. Это вначале создает помутнение воды. Данный процесс в народе называют "кипением белым ключом", и длится он короткий промежуток времени.
  4. На четвертой стадии вода интенсивно бурлит, на поверхности возникают большие лопающиеся пузыри, возможно появление брызг. Чаще всего брызги означают, что жидкость нагрелась до максимальной температуры. Из воды начнет исходить пар.

Известно, что вода кипит при температуре 100 градусов, которая возможна лишь на четвертой стадии.

Температура пара

Пар представляет собой одно из состояний воды. Когда он поступает в воздух, то, как и другие газы, оказывает на него определенное давление. При парообразовании температура пара и воды остаются постоянными до тех пор, пока вся жидкость не изменит свое агрегатное состояние. Это явление можно объяснить тем, что при кипении вся энергия расходуется на преобразование воды в пар.

химический состав воды

В самом начале закипания образуется влажный насыщенный пар, который после испарения всей жидкости становится сухим. Если его температура начинает превышать температуру воды, то такой пар является перегретым, и по своим характеристикам он будет ближе к газу.

Кипение соленой воды

Достаточно интересно знать, при какой температура кипит вода с повышенным содержанием соли. Известно, что она должна быть выше из-за содержания в составе ионов Na+ и Cl-, которые между молекулами воды занимают область. Этим химический состав воды с солью отличается от обычной пресной жидкости.

Дело в том, что в соленой воде имеет место реакция гидратации – процесс присоединения молекул воды к ионам соли. Связь между молекулами пресной воды слабее тех, которые образуются при гидратации, поэтому закипание жидкости с растворенной солью будет происходить дольше. По мере роста температуры молекулы в воде с содержанием соли двигаются быстрее, но их становится меньше, из-за чего столкновения между ними осуществляются реже. В результате пара образуется меньше, и его давление из-за этого ниже, чем напор пара пресной воды. Следовательно, для полноценного парообразования потребуется больше энергии (температуры). В среднем для закипания одного литра воды с содержанием 60 граммов соли необходимо поднять градус кипения воды на 10% (то есть на 10 С).

вода кипит при температуре 100 градусов

Зависимости кипения от давления

Известно, что в горах вне зависимости от химического состава воды температура кипения будет ниже. Это происходит из-за того, что атмосферное давление на высоте ниже. Нормальным принято считать давление со значением 101.325 кПа. При нем температура закипания воды составляет 100 градусов по Цельсию. Но если подняться на гору, где давление составляет в среднем 40 кПа, то там вода закипит при 75.88 С. Но это не значит, что для приготовления еды в горах придется потратить почти вдвое меньше времени. Для термической обработки продуктов нужна определенная температура.

Считается, что на высоте 500 метров над уровнем моря вода будет закипать при 98.3 С, а на высоте 3000 метров температура закипания составит 90 С.

Отметим, что данный закон действует и в обратном направлении. Если поместить жидкость в замкнутую колбу, через которую не может проходить пар, то с ростом температуры и образованием пара давление в этой колбе будет расти, и закипание при повышенном давлении произойдет при более высокой температуре. Например, при давлении 490.3 кПа температура кипения воды составит 151 С.

градус кипения воды

Кипение дистиллированной воды

Дистиллированной называется очищенная вода без содержания каких-либо примесей. Ее часто применяют в медицинских или технических целях. С учетом того, что в такой воде нет никаких примесей, ее не используют для приготовления пищи. Интересно заметить, что закипает дистиллированная вода быстрее обычной пресной, однако температура кипения остается такой же – 100 градусов. Впрочем, разница по времени закипания будет минимальной – всего доли секунды.

100 градусов по цельсию

В чайнике

Часто люди интересуются, при какой температуре кипит вода в чайнике, так как именно этими приборами они пользуются для кипячения жидкости. С учетом того, что атмосферное давление в квартире равно стандартному, а используемая вода не содержит солей и других примесей, которых там не должно быть, то и температура закипания также будет стандартной – 100 градусов. Но если вода будет содержать соль, то температура закипания, как мы уже знаем, будет выше.

Заключение

Теперь вы знаете, при какой температуре кипит вода, и как атмосферное давление и состав жидкости влияют на данный процесс. В этом нет ничего сложного, и подобную информацию дети получают еще в школе. Главное - запомнить, что со снижением давления понижается и температура кипения жидкости, а с его ростом увеличивается и она.

В интернете можно найти множество разных таблиц, где указывается зависимость температуры кипения жидкости от атмосферного давления. Они доступны всем и активно используются школьниками, студентами и даже преподавателями в институтах.

Кипение, его свойства и значение в жизни человека.

Кипение воды — довольно обыденный, но от этого не менее интересный процесс. В этой статье опишем:

  • почему вода кипит;
  • как ведёт себя закипающая вода и откуда появляются хлопки перед закипанием;
  • сколько градусов составляет кипящая вода;
  • какая вода закипит быстрее: соленая или пресная и от чего это зависит.

Механизм кипения

Кипение — процесс парообразования, то есть перехода вещества из жидкой фазы в газообразную. От испарения кипение отличается тем, что процесс парообразования происходит не только на поверхности, но и по всему объёму жидкости. И если испарение происходит при любой температуре, то кипение — при строго определенной температуре (которая называется температурой кипения) и давлении.

Что же происходит с водой при кипячении?

Для того чтобы жидкость закипела, нужно чтобы ей было куда испаряться (так называемые центры кипения). Конечно, жидкость может испаряться с поверхности, но этот процесс не является кипением. Для кипения необходимо что-то, куда жидкость могла бы испаряться внутри своего объёма — пустое пространство. Как правило, это растворённый в жидкости воздух, который располагается, например, в мельчайших неровностях тары. Также часто пузыри воздуха находятся в порах накипи в чайнике.

Итак, мы имеем воду и растворенные в ней пузырьки (помимо воздуха, там находится насыщенный пар, поскольку в этот пузырёк происходит испарение). Что происходит при нагревании? При увеличении температуры увеличивается объём пузырьков. Под действием силы Архимеда (которая гласит, что на тело, погружённое в жидкость действует выталкивающая сила, равная весу объёма жидкости, вытесненного телом) они отрываются от внутренней поверхности сосуда и начинают всплывать.

Всплывая, пузырек попадает в верхние слои жидкости, которые ещё недостаточно прогрелись. В результате этого давление в пузырьке падает, и он схлопывается. В этом случае слышатся характерные щелчки, называемые кавитационными. Их слышно, когда вода только начинает закипать, но ещё не вскипела.

Когда все слои жидкости достаточно прогреются, пузырьки перестают схлопываться и всплывать на поверхность. Вода начинает булькать.

Существует такое понятие, как перегретая вода. Это такое ее состояние, когда она достигла температуры кипения, но не может закипеть в связи с отсутствием центров кипения (такое бывает с очень чистой водой). Вызвать кипение этой воды можно поместив в неё какое-либо тело, например, ложку в кастрюлю, или насыпав туда сахар.

Еще одно интересное свойство воды — это кипение без нагрева. Как вызвать кипение воды, не нагревая ее? Нужно понизить давление пара (например, откачать из плотно закрытой тары воздух).

Температура закипания воды

Температура кипения характерна для каждого вещества и зависит не только от вида жидкости, но и от атмосферного давления воздуха. В процессе кипения температура воды остаётся постоянной и равняется температуре кипения, поскольку вся энергия затрачивается на парообразование.

В нормальных условиях точка кипения воды составляет 100 градусов Цельсия или 212 градусов по Фаренгейту.

Как изменить температуру кипения

В некоторых случаях возникает необходимость изменить температуру кипения воды. Можно как понизить, так и повысить ее.

Влияние давления

Интересно проследить процесс кипения воды в зависимости от высоты над уровнем моря.

При температуре кипения давление насыщенного пара равняется внешнему (то есть атмосферному давлению). Следовательно, изменяя внешнее давления, можно влиять на температуру кипения. Изменить давление можно, например, поднявшись высоко в горы. Атмосферное давление станет ниже, чем в обычной ситуации. И температура кипения воды станет ниже.

На вершине Эвереста давление настолько низкое, что вода закипает при 60 градусах. При такой температуре уже невозможно готовить, поэтому для питания в горах берут с собой готовую пищу.

Можно не только понижать, но и повышать температуры кипения воды. Для этого используют специальные приспособления. Например, для этой цели предназначена посуда, которая в быту называется скороваркой. Представляет она из себя кастрюлю с толстыми стенками и плотно прилегающей крышкой. В крышке имеется клапан с грузиком, выпускающий лишний пар.

В закрытом сосуде давление будет складываться из атмосферного давления и давления пара, который находится над жидкостью. Таким образом, общее внешнее давление станет больше и это позволит поднять температуру кипения. Однако слишком высоко поднимать давление опасно, поскольку это может вызвать разрыв тары. Чтобы это предотвратить и существует клапан, который выпускает лишний пар, когда давление становится слишком высоким.

Есть подобное устройство, которое позволяет нагревать жидкость ещё сильнее чем в скороварке. На профессиональном языке это устройство называется автоклав. Чаще всего его используют для стерилизации.

Кипение соленой воды

Согласно второму закону Рауля соленая вода (в том числе морская, а также минеральная вода) должна кипеть при более высокой температуре чем пресная. Происходит это по ряду причин. Упрощенно эту теорию можно объяснить так: в соленой жидкости молекулы h3o связываются с ионами соли. Этот процесс называется гидратацией. В результате этого процесса образуются крепкие связи, которые сильнее, чем связи между молекулами воды в несоленой жидкости. Поэтому молекулам солёной воды нужна большая температура (и соответственно больше времени) на закипание, чем молекулам пресной воды.

Температура пара

В обычных условиях температура пара равняется температуре воды. Как мы уже выяснили, температура кипящей воды — это постоянная величина, поскольку вся энергия расходуется на парообразование и более сильного нагрева, чем температура кипения, не происходит. Температура пара равняется температуре воды, поскольку ничего его более не нагревает. А вот если нагреть пар отдельно от воды, то температура его повысится, и мы получим так называемый перегретый пар. Перегретый пар становится невидим и может быть очень опасен для человеческого здоровья.

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия нагретого водяного пара активно используется в промышленности. В частности, на основе энергии пара работает такое устройство как паровая турбина. Она представляет собой насаженный на вал массивный диск, на котором закреплены лопасти. На эти лопасти поступает пар, нагретый в паровом котле и имеющий температуру около 600 градусов. Этот пар расширяется в сопло, происходит превращение его внутренней энергии в кинетическую энергию направленного движения. Струя пара, обладающая большой кинетической энергией поступает из сопло на лопасти турбины, приводя турбину во вращение.

Уменьшение времени приготовления пищи

Для того чтобы уменьшить время приготовления пищи, достаточно увеличить температуры кипения жидкости. А как это можно сделать, выше уже было сказано. Отлично для этого подойдут такие популярные кухонные принадлежности как скороварка и мультиварка. Каждое из этих устройств плотно закрывается крышкой, что позволяет увеличить давление и температуру кипения. А специальный клапан удалит излишки пара. Необходимо понимать, что клапан ни в коем случае нельзя закрывать, поскольку это может вызвать разрыв посуды.

Использование кипячения как метода очистки

Кипячение является популярным методом очистки воды. Однако нужно понимать, что далеко не все бактерии и примеси уничтожаются при обычных ста градусах. Поэтому в очистке воды не стоит полагаться на одно только кипячение.

Кроме того, кипячение длительное время являлось основным методом стерилизации медицинских инструментов. И для этой цели кипячение при нормальных условиях не является эффективным.

Кипячение можно использовать для очистки предметов (в том числе посуды, кухонных поверхностей) от загрязнений. Кипяток хорошо расплавляет многие вещества. Какие же вещества можно расплавить в кипящей воде? Все вещества, имеющие температуру плавления ниже 100 градусов Цельсия. А это, в частности, многие жиры.

Опыты по физике "Кипение воды при комнатной температуре"

Кипение воды при комнатной температуре
Данный опыт позволяет увидеть кипение воды при комнатной температуре.
Оборудование и материалы
Прозрачный пластиковый шприц без иголки на 15 – 20 мл, вода и кусочек пластилина.
Выполнение опыта
Наберите воду в шприц, чтобы она заняла примерно половину его объема. Двигая поршень вверх, выдавите пузырек воздуха из шприца. Закройте отверстие шариком из пластилина. Теперь потяните с силой поршень вниз. Вода в шприце закипит!

Что происходит
   Для начала вспомним, что кипением называется процесс парообразования во всем объеме жидкости. При нормальном атмосферном давлении (примерно 100 тысяч паскаль) вода закипает при 1000 С. При снижении давления над поверхностью воды пузырьки могут образовываться и при меньших температурах. Если давление насыщенных паров внутри пузырька больше, чем снаружи, он растет и выталкивается вверх силой Архимеда. Давление снаружи пузырька складывается из: давления воздуха на поверхность воды, давления столба жидкости и давления пленки воды, образующей пузырек. В данном опыте мы уменьшили давление воздуха на поверхность, что привело к кипению.
Проявление и использование явления в жизни
1. Глубоководное погружение

   При дыхании воздухом на уровне моря в 1 мл крови содержится 0,011 мл физически растворенного азота. На глубине 40 м человек дышит воздухом, давление которого в пять раз превышает атмосферное, значит в 1 мл крови будет содержаться в 5 раз больше азота. При быстром всплытии кровь и ткани тела могут удержать только 0,011 мл  в 1 мл крови. Остальное количество азота переходит из раствора в газообразное состояние. Пузырьки азота в крови могут закупорить мелкие сосуды тканей организма. Это состояние называется газовая эмболия. В зависимости от локализации газовой эмболии (сосуды кожи, мышц, центральной нервной системы, сердца и др.) у человека возникают различные расстройства (боли в суставах и мышцах, потеря сознания), которые в целом называются «кессонной болезнью».
  Чтобы спасти человека от гибели его надо немедленно поместить в барокамеру, давление в которой делают таким же, как на глубине. Пузырьки азота растворяются, и человек чувствует себя лучше. Затем медленно понижают давление (декомпрессия), чтобы "лишний" азот успел выйти из крови путем естественного газообмена через легкие.

2. Скороварка

  Чтобы приготовить быстрее некоторые продукты, например мясо, используют скороварку. Это устройство внешне напоминает кастрюлю, только крышка в ней прикручивается. Вода в таких устройствах кипит при 1100 С, так как давление паров внутри больше атмосферного. Такой метод приготовления ускоряет сам процесс, сохраняет многие химические и органические соединения полезные для организма, а также убивает большее количество микробов, которые содержатся в пище.
Вопросы:
1. Почему мясо не варят в обычных кастрюлях в горах?
2. Почему подъем аквалангиста с глубины 40 м длится не менее часа?
3. Почему пузырьки образуются, прежде всего на стенках шприца?

 

 

 


Кипение воды при комнатной температуре

 

Описание:

Кипение — процесс интенсивного парообразования, проходящий при определённой температуре - температуре кипения.

 

Все мы прекрасно знаем, что вода закипает при температуре 100˚С. Почему же жидкости закипают?

 

Всё дело в микропузырьках газа, которые находятся внутри жидкости. В ходе нагревания внутри этих пузырьков начинает накапливаться пар. С увеличением температуры количество пара внутри пузырьков растёт и пузырьки начинают увеличиваться.

 

В момент, когда давление внутри пузырька сравнивается с наружным давлением, пузырёк отрывается от стенки сосуда и поднимается вверх. На поверхности жидкости он лопается и выпускает накопленный пар во внешнюю среду (при этом выпущенный пар "уносит" с собой часть энергии, тем самым охлаждая жидкость). Таким образом кипение при постоянном давлении может происходить только при определённой температуре.

 

Если же мы увеличим интенсивность нагрева жидкости, то количество пузырьков увеличиться и кипение будет протекать более интенсивно, а значит пар будет "уносить" ещё большее количество энергии, тем самым мешая дальнейшему повышению температуры жидкости. В таком равновесном состоянии жидкость будет находиться вплоть до полного её выкипания.

 

Если простыми словами, то: как бы вы не увеличивали огонь под кастрюлей с водой (хоть пионерский костер под ней разложите), температура воды в кастрюле не увеличится, если она уже закипела. Эта температура (температура кипения) будет оставаться постоянной, а увеличится только скорость кипения.

 

А можно ли изменить температуру кипения?

Можно! Температура кипения напрямую зависит от внешнего давления. При понижении давления время насыщения пузырьков паром уменьшиться (потому что им нужно "накачаться" до меньшего давления), а это значит, что пузырьки начнут всплывать активнее и кипение будет происходить при более низкой температуре!

 

Как же вскипятить воду при комнатной температуре? Очень просто! Для этого нужно лишь понизить внешнее давление до 0,04 атмосферного. Жаль только, что чай в таком кипятке завариться не сможет.

 

С подобной проблемой сталкиваются альпинисты: на высоте 2 километров над уровнем моря, вода начинает закипать при температуре 95 ˚С, а на высоте 5 километров при температуре 83 ˚С. В таком кипятке приготовление пищи значительно затягивается, а варка некоторых продуктов становится в принципе невозможной. (еда приготавливается из-за высокой температуры, а не от кипения)

 

Объяснение опыта:

В данном случае, с помощью специального насоса, из склянки с водой откачивается воздух. При этом давление внутри склянки падает. Чем ниже давление – тем заметнее становятся пузырьки внутри жидкости. Когда же давление уменьшается примерно до 0,04 атмосферного – жидкости внутри склянки закипает.

 

Это интересно:

А вы знали, что скороварки также работают благодаря связи температуры кипения жидкости с внешним давлением? В отличие от нашего опыта, в скороварках используется обратный принцип работы: давление внутри скороварки умышленно повышается, что приводит к увеличению температуры кипения. Таким образом пища готовиться гораздо быстрее, нежели при использовании привычных нам кастрюль.

 

Закипятить воду при комнатной температуре может каждый из вас в домашних условиях. Для этого достаточно налить в медицинский шприц немного воды и, заткнув пальцем выходное отверстие, оттянуть поршень. Давление в шприце понизится и образуются пузырьки по всему объему жидкости – вода закипела.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *