Температура кипения воды: этапы закипания жидкости

Как влияет тип воды?

Дистиллированная влага в принципе замерзает медленнее даже при нормальном атмосферном давлении. В отличие от других видов пресной воды, она не содержит сторонних примесей.

В ней отсутствуют ядра кристаллизации, и поэтому она замерзает только при очень низких температурах – эксперименты показали, что при -42°С.

Физики называют такую жидкость переохлажденной. Любопытно, что если постучать по сосуду с такой дистиллированной водой, она практически моментально превратится в лед.

В лабораторных условиях проводились эксперименты, при которых давление увеличивали до очень высоких значений, так что дистиллят замерзал только при -70°С.

Наличие любых примесей, в том числе и тех, что находятся в минеральной воде, повышает температуру замерзания, даже, если прочие условия остаются теми же.

Что касается остальных растворов, то здесь, помимо давления, важную роль играет еще и плотность – например, у соленой воды она намного выше.

Но при этом при отрицательных температурах частицы соли как бы выталкиваются. И если растопить многолетний морской лед, то окажется, что он состоит из пресной воды, даже пригодной для питья.

Как кипит H2O в таких условиях?

В любом сосуде, заполненном водой, всегда присутствуют частички воздуха. Они остаются на микроскопических трещинах, имеющихся на стенках емкости. По мере нагрева пузырьки увеличиваются, и становятся видимыми невооруженным взглядом, особенно на стенках сосуда и его дне. По сути, это капли насыщенного пара, растворенные в воде.

На определенном этапе пузырьки под действием силы Архимеда начинают выталкиваться наружу. Вода бурлит, но еще не кипит. Это связано с тем, что нагрев происходит неравномерно.

Когда температура на дне сосуда уже достигла 100 °C, а на поверхности воды ещё нет, сила поверхностного натяжения и атмосферное давление препятствуют выходу частиц за пределы емкости. Они возвращаются назад, теряя температуру.

Когда степень нагрева поверхностного и придонного слоя выравнивается, вещество закипает. В вакууме частицам легче покинуть объем сосуда. Этому препятствует только поверхностное натяжение, поэтому кипение начинается при более низкой температуре.

Температура кипения соленой воды ^

Температура кипения соленой воды превышает температуру кипения пресной воды
. Как следствие соленая вода закипает позднее пресной
. В соленой воде присутствуют ионы Na+ и Cl-, которые занимают определенную область между молекулами воды.

В соленой воде молекулы воды присоединяются к ионам соли – данные процесс имеет название «гидратация». Связь между молекулами воды значительно слабее связи, образовавшейся в процессе гидратации.

Поэтому при кипении из молекул пресной воды парообразование происходит быстрее.

На закипание воды с растворенной солью потребуется больше энергии, в качестве которой в данном случае выступает температура.

По мере увеличения температуры молекулы в соленой воде начинаются двигаться быстрее, но при этом их становится меньше, ввиду чего они сталкиваются реже. В результате образуется меньше пара, давление которого ниже, нежели у пара пресной воды.

Для того чтобы в соленой воде давление стало выше атмосферного и начался процесс кипения, необходима более высокая температура. При добавлении 60 граммов соли в воду объемом 1 литр температура кипения увеличится на 10 С.

Олег

А здесь ошиблись на 3 порядка «Удельная теплота испарения воды равна 2260 Дж/кг.» Правильно кДж, т.е. в 1000 раз больше.

Настя

Чем объясняется высокая температура кипения воды?
Из-за чего вода кипит при высокой температуре?

IamJiva

Перегретый пар, это пар с температурой выше 100С(ну если вы не в горах или вакууме, а при нормальных условиях), его получают пропуская пар через раскаленные трубки, либо проще — от кипящего раствора соли или щелочи(опасно — щелочь крепче Na2CO3(например поташ — K2CO3 почему остатки NaOH за день-два становятся не опасными для глаз, в отличие от окарбонатившихся на воздухе остатков KOH)омыляет глаза, не забудьте надеть плавательные очки!), но р-ры такие кипят толчками, нужны кипелки и тонкий слой на дне, воду можно добавлять при выкипании, выкипает только она.
так из соленой воды можно получить при кипении пар с температурой около 110С, не хуже такого-же из горячей 110С трубы, пар этот содержит лишь воду и нагрет, каким способом он не помнит, но на 10С имеет «запас хода» в сравнении с паром из чайника пресной воды.
Его можно называть сухим, т.к. согрев(контактируя как в трубе, или даже излучением, свойственным не только солнцу но и любому телу в некоторой(температурно зависимой) степени) некий предмет, пар может охладившись до 100С все еще оставаться газом, и только дальнейшее охлаждение ниже 100С вызовет его конденсацию в каплю воды, и почти вакуум(давление насыщенного пара воды около 20мм рт ст из 760мм рт ст(1 атм), тоесть в 38 раз ниже атмосферного давления, это происходит и с неперегретым, насыщенным паром с температурой 100С в прогревшемся сосуде(чайник из носика которого валит пар), и не только с водой, а с любым кипящим веществом, например медицинский эфир кипит ужЕ при температуре тела, и может кипеть в колбе в ладони, из горлышка которой будут «фонтанировать» его парЫ, заметно преломляющие свет, если теперь второй ладонью закрыть колбу, и убрать нагрев нижней ладони, заменив ее подставкой с температурой ниже 35С, эфир перестанет кипеть, а его насыщенный пар, вытолкнувший при кипении весь воздух из колбы, сконденсируется в каплю эфира, создав вакуум не сильнее чем тот от которого эфир закипает, то-есть примерно равный давлению насыщенного пара эфира при температуре самой холодной точки внутри колбы, или присоединенного к ней без утечек второго сосуда или шланга с закрытым дальним концом, так устроен прибор Криофор, демонстрирующий принцип холодной стенки, как сладкая липучка — пчёл, захватывающей все молекулы пара в системе.(«вакуумный спирт» так гонят, без нагрева)

А при более 1700 Цельсия вода очень так хорошо разлогается на кислород и водород…бада-бум получается, ни нада ею плескать на всякие там горящие металлическо-сикамбричнеские конструкции

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.

Феноменальные свойства H2O

Приведем еще несколько фактов об удивительном поведении воды:

  • При замерзании молекулы воды расширяются, и ее масса становится тяжелей массы льда. Лед, согласно закону Архимеда, выталкивается на поверхность. Таким образом природа закрывает коркой льда водоемы, защищая и сохраняя все живое в их глубинах.
  • Горячая вода замерзнет быстрее, чем холодная. Звучит невероятно, но это так. Называется это явление «парадокс «Мпембы». Дело в том, что у горячей воды больше теплоотдача и более высокая насыщенность ядрами кристаллизации.
  • В вакууме при 0°C вода сначала закипает, потом одна восьмая ее испаряется, а оставшееся количество замерзает.
  • Учеными при лабораторных исследованиях была получена так называемая стеклообразная вода – аморфная твердая субстанция, из которой состоят кометы во Вселенной. Для перехода воды в такое состояние необходимо за считаные миллисекунды понизить температуру до -137 градусов Цельсия.
  • Максимальной плотность H2O будет при +4°C.

4 вариант

1. В каком состоянии находится олово при температуре 232 °С?

1) В жидком
2) В твердом
3) Для ответа нужно знать, получает или отдает энергию оло­во при этой температуре

2. Какой из металлов — олово, свинец, цинк — не удастся рас­плавить на электроплитке, нагревающей тела до 420 °С?

1) Олово
2) Свинец
3) Цинк

3. Определите по графику, изображенному на рисунке, в каком состоянии находился свинец в первые 2 мин наблюдения за его температурой. Сколько времени длился его переход в дру­гое (какое?) состояние?

1) В жидком; 8 мин шло отвердевание
2) В твердом; 10 мин он плавился
3) В жидком; через 15 мин он отвердел

4. На каком из графиков плавления веществ не отражен процесс нагревания полученной жидкости?

1) №1
2) №2
3) №3

5. В тигле находится расплавленный алюминий массой 3 кг при температуре 660 °С. Сколько энергии он выделит при отверде­вании?

1) 1,17 × 105 Дж
2) 11,7 × 105 Дж
3) 1,3 × 105 Дж

6. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы распла­вить 6 кг чугуна, взятого при температуре 200 °С? (Удельную теплоту плавления чугуна принять равной 1,0 × 105 Дж/кг.)

1) 3,84 × 105 Дж
2) 38,4 × 105 Дж
3) 12,48 × 105 Дж

7. Какие молекулы — находящиеся внутри жидкости или на ее поверхности — участвуют в процессе испарения?

1) Расположенные на поверхности жидкости
2) Находящиеся внутри нее
3) И те и другие молекулы

8. Чем отличается ненасыщенный пар жидкости от насыщенного?

1) Разными условиями образования
2) Частотой возникновения
3) Отсутствием динамического равновесия между паром и жидкостью

9. Если абсолютная влажность воздуха равна 95,6 г/м3, то какова плотность водяного пара, находящегося в атмосфере?

1) 95,6 г/м3
2) 191,2 г/м3
3) 47,8 г/м3

10. Увеличится или уменьшится относительная влажность возду­ха, если при той же абсолютной влажности температура пони­зится?

1) Уменьшится
2) Увеличится
3) Не изменится

11. Какое из названных явлений сопровождается поглощением энергии?

1) Конденсация пара на крышке кастрюли с горячей водой
2) Образование вечером тумана на лугу возле речки
3) Высыхание вымытой тарелки

12. Для какого процесса — испарения или кипения жидкости — необходим внешний источник энергии?

1) Для испарения
2) Для кипения
3) Ни для какого: расходуется внутренняя энергия жидкости

13. Чтобы закипела медь, нужно довести ее температуру до 2567 °С, а температура кипения свинца 1740 °С, железа 2750 °С. У какого из этих металлов силы притяжения его молекул друг к другу наименьшие?

1) У меди
2) У свинца
3) У железа

14. Если известно затраченное на испарение жидкости количе­ство теплоты Q, то какой формулой следует воспользоваться для нахождения массы образовавшегося пара?

15. В тазу находилось 4 кг воды. Через несколько дней она испа­рилась. Сколько энергии получила на это вода от окружаю­щей среды?

1) 9,2 × 106 Дж
2) 9,2 × 107 Дж
3) Ответить нельзя, так как не указана температура

16. Сконденсировалось 400 г паров эфира и полученная жидкость остыла до комнатной температуры (20 °С). Какое при этом вы­делилось количество теплоты?

1) 1,7 × 106 Дж
2) 1,8 × 105 Дж
3) 1,7 × 105 Дж

17. Как известно, «обратный» нагреванию процесс — охлажде­ние, «обратный» плавлению — отвердевание. Какой «обра­тен» кипению?

1) Испарение
2) Конденсация
3) Таяние

18. Какой тип теплового двигателя особенно широко применяется в современной технике?

1) Турбина
2) ДВС
3) Реактивный

19. Почему КПД теплового двигателя в принципе не может быть равен 100% (всегда меньше)?

1) Потому что неизбежны потери энергии в результате тепло­передачи
2) Потому что существует трение в движущихся частях двига­теля
3) Потому что часть энергии передается холодильнику

20. Каков КПД двигателя внутреннего сгорания, в котором для совершения полезной работы 13,8 × 107 Дж расходуется 12 кг бензина?

1) 25%
2) 27%
3) 30%

Ответы на итоговый тест Изменение агрегатных состояний вещества1 вариант
1-2
2-1
3-2
4-3
5-2
6-1
7-3
8-1
9-2
10-3
11-2
12-2
13-2
14-1
15-3
16-3
17-1
18-2
19-3
20-32 вариант
1-2
2-2
3-1
4-3
5-2
6-1
7-2
8-3
9-2
10-1
11-2
12-2
13-3
14-2
15-1
16-3
17-1
18-3
19-13
20-33 вариант
1-1
2-3
3-3
4-2
5-3
6-1
7-1
8-2
9-2
10-3
11-1
12-2
13-2
14-3
15-1
16-3
17-2
18-3
19-1
20-24 вариант
1-3
2-3
3-1
4-3
5-2
6-2
7-1
8-3
9-1
10-2
11-3
12-2
13-2
14-1
15-1
16-3
17-2
18-2
19-3
20-1

Как ускорить?

Чтобы в емкости быстрее образовался кипяток, можно использовать следующие способы:

  1. Накрыть кастрюлю крышкой. Самый действенный вариант. Крышка не позволит теплу уходить в помещение. Теплоотдача останется высокой. Воде потребуется меньше времени для закипания.
  2. Использовать кастрюлю с широким днищем. Чем больше диаметр емкости, тем скорее в ней начнется процесс кипения. В таре с широким дном нагрев более равномерный.
  3. Использовать самую большую по размеру газовую или электрическую конфорку. Чем больше по диаметру нагревательный источник, тем интенсивнее будет прогреваться дно емкости.

Соль не ускоряет закипание воды. Она лишь вызывает кратковременный эффект появления пузырьков в ней. Особенно это видно при добавлении соли в уже сильно нагретую воду. Но на время ее закипания это не влияет.

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.

Как только прекращается подача энергии на его нагревательный элемент, или чайник просто снимают с плитки, вода перестает получать необходимую энергию. На этом кипение прекращается, и начинается постепенный процесс остывания.

Электрический чайник не доводит влагу до кипения?

Причин того, почему электрический чайник выключается, не доводя воду до кипения, может быть несколько:

  1. 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.

  2. Неправильно настроенный или бракованный выключатель. Контакты данного элемента могут быстро обгореть, если в его схеме используются некачественные или очень малого сечения проводники.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.

Часто электроплита ломается и перестает выдавать рабочую температуру, тем не менее, сохраняя минимальный, хотя и недостаточный для закипания нагрев.

Заключение

Время закипания обычной или соленой воды отличается несколькими секундами. Оно не оказывает никакого влияния на быстроту приготовления пищи. Поэтому не стоит пытаться сэкономить время на закипании, лучше начать строго соблюдать законы кулинарии. Чтобы блюдо получилось вкусным, его нужно солить в определенное время. Вот, почему соленая вода закипает быстрее далеко не всегда!

Я же русским языком написал, что кипелки лОжатся

Не, это не русский язык.

Цитата: Владимир С

Только не съеште от удивления все кипелки.

Очень простой и запоминающийся совет, как навсегда перестать путать эти схожие по смысловой нагрузке глаголы.

Итак, глагол «ложИть» без приставки не употребляется. Поэтому, если уж вам позарез нужно употребить именно его, то смело прибавляйте любую подходящую по смыслу приставку и — вперёд: положить, выложить, уложить, переложить, сложить и т.д.

А вот глагол «класть», наоборот, приставок почему-то не любит. Но зато любит, когда в нём правильно ставят ударение: кладУ, кладИ, клАла (неправильно – клалА), причастие клАвший, деепричастие кладЯ.

из гугло — химии пользу сможет извлечь только химик

Это зависит от индивидуума. Можно смотреть в книгу, а видеть фигу.

Накипь в чайнике — это соль, хоть и труднорастворимая, т.е. теоретически вода в чайнике с накипью закипит при t больше 100

А у Вас получилось, что море солёное, потому что в нём селёдки солёные плавают

Теоретически, в терминах б.б. и б.м. величин, солёные селёдки, брошенные в пресное море, могут сделать его солёным. Опять таки, это надо посмотреть, сколько будет селёдок.

Без повышения давления выше ста градусов даже Эйнштейн не нагреет.

Это он в лаборатории не сможет, а вот обычный гражданин, в обычной кухне, в обычной микроволновке — запросто.И ещё

И вообще Север интересовался не какими то там центрами кипения, а почему связи в гидратированных ионах

Вот это его точно не интересует.

Цитата: Север

если воду посолить, она быстрее закипит

Как мы уже неоднократно видели выше, вода без соли легко может быть перегрета, но при этом потребуется больше времени. Если же её заранее посолить, то времени потребуется меньше, вода перегрета не будет, она закипит при 100°C.

И несмотря на то, что вода с повышением концентрации соли начинает кипеть при более высокой температуре, но теоретически получаетсая, что если посолить, то она закипит раньше. Но на примерах показано, что не только теоретически, но и вполне практически. А почему сказал теоретически — потому что всё-таки желательно, а то и необходимо взять воду очищеную, а то и дистиллированную, и посуда должна быть чистая, гладкая.

На обычной кухне такое встретишь далеко не всегда. Обычно мы кипятим воду какую есть, зачастую даже из-под крана, в обычной царапанной посуде, а солим не для чая, а для супа, то есть вместе с солью там и другие ингредиенты присутствуют. Ни о каком перегреве тут не может быть и речи. Но ведь задавший вопрос не указал подробности.

Кипелки — нейтральные, на температуру кипения не влияют.

кипелки лОжатся в воду ещё до начала нагревания

Кипелки — это развитая шероховатая, ноздреватая, пористая поверхность. Будем рассматривать в этом качестве шероховатость поверхности стеклянной колбы.

1. Колба со свежим бидистиллятом. Везде всё чисто.2. Колба с невидимой для глаза шероховатостью.3. Колба с дном, поцарапанным изнутри наждачной бумагой.

Во всех трёх температура закипания будет разной. Закипания
, именно об этом говорил Север
. Хотя температура кипения
во всех трёх случаях, конечно же, будет одинакова.

Кстати, пищу надо солить после её готовности. Я почти
не солю. Не после прочтения Брэгга, а с детства, таковы вкусовые пристрастия.

Многие хозяйки, пытаясь ускорить процесс приготовления пищи, солят воду сразу после того, как поставили кастрюлю на плиту. Они свято верят, что поступают правильно, и готовы привести в свою защиту множество аргументов. Так ли это на самом деле и какая вода закипает быстрее – соленая или пресная? Для этого совсем необязательно ставить эксперименты в лабораторных условиях, достаточно развеять мифы, которые десятилетиями царят на наших кухнях, с помощью законов физики и химии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector