Что происходит при кипячении воды в чайнике
Обновлено: 05.07.2024
Из этой статьи вы узнаете:
Что несет кипяченая вода: пользу или вред
Дважды кипяченая вода – польза или вред
Что думают специалисты о кипяченой воде
Как сделать кипяченую воду более полезной
Кипяченая вода – польза и вред?
Прежде чем приступить к описанию полезных и вредных свойств кипяченой воды, скажем несколько слов о ее обработке. Чаще всего вода подвергается термическому воздействию в чайнике или кастрюле. Кипение воды возможно только при температуре +100 °С. Признаки кипения представляют собой пузырьки и бурлящую консистенцию на поверхности воды.
Еще из школьного курса физики известно, что кипение определяется как изменение фазового состояния жидкости, ее преобразованием в парообразное состояние при достижении определенной температуры. Привычная нам H2O (вода) переходит в такое состояние при температуре +100 °C.
Каждый из нас хотя бы раз наблюдал за процессом закипания воды. Сначала стенки и дно емкости, в которой происходит кипячение, покрываются мелкими пузырьками. Со временем количество мелких пузырьков увеличивается, вода начинает мутнеть, затем – белеть, и, наконец, образовываются большие пузыри, сильно бурлящие и разбрызгивающие жидкость.
Любой человек при ответе на вопрос о необходимости кипячения воды, скорее всего, приведет три основных аргумента:
избавление от примесей;
Температура +100 °C способна убить большинство болезнетворных бактерий и очистить воду. Но мало кто берет во внимание тот факт, что процесс кипячения должен занимать некоторое время. Как правило, для достижения максимального эффекта необходимо кипятить воду 10–15 минут. Но ведь, признайтесь, мы очень редко оставляем чайник на столь долгое время.
Кристаллизация солей кальция и магния способна смягчить жесткую воду. Но такой процесс имеет свои плюсы и минусы. Наиболее полезной для человека является вода средней жесткости, состав которой сбалансирован.
Читайте материал по теме: Обессоливание воды
Кипяченая вода – польза и вред согласно исследованиям
Противники кипячения эмоционально описывают процесс доведения воды до +100 °C. Они утверждают, что часть ее преобразуется в тяжелую воду. В химической формуле такого вещества водород (Н) заменяется его изотопом – дейтерием (D). Большое количество D2O в организме чревато ужасными последствиями. Однако советский академик Петрянов-Соколов в своих исследованиях показал, что для получения одного литра воды, содержащей высокий процент D2O равный хотя бы 0,15 (десятикратно превышающий получаемый в чайнике при обычных условиях), потребуется вскипятить объем воды, в триста миллионов раз превышающий массу планеты Земля.
Вред кипяченой воды
Польза и вред кипяченой воды для организма зависит от продолжительности температурного воздействия. Не все микроорганизмы погибают при температуре менее +100 °C или при непродолжительном кипячении. Вред воды, содержащей болезнетворные микробы, очевиден.
В процессе кипячения вода теряет необходимый для человеческого организма кислород. Молекулы этого газа способны присоединять к себе другие вещества и доставлять их в кровь и клетки всего тела. Вода без свободного кислорода не причиняет вреда, но и пользы после такого кипячения нет никакой.
Врачи по-разному отзываются о пользе и вреде кипяченой воды. Например, педиатр Евгений Комаровский выделяет тот факт, что кипяченая вода неестественна для живых организмов. Среди многообразия видов нашей планеты ни один не пьет такую воду. Это лишний раз подтверждает, что кипяченая вода необязательна для жизни.
Статьи, рекомендуемые к прочтению:
Польза кипяченой воды
Нельзя сказать, что кипяченая вода не приносит пользы организму. Термически обработанная жидкость, как и любой другой продукт, имеет свои плюсы и минусы.
Польза и вред кипяченой воды для организма и для похудения обсуждается во многих статьях. Здесь нет прямой взаимосвязи, но теплая жидкость:
улучшает обмен веществ;
способствует выводу токсинов, повышая потоотделение.
Все перечисленное способствует снижению веса. Больший эффект приносят эти методы совместно с упражнениями и правильным питанием.
Теплая кипяченая вода помогает облегчить боли в горле и избавиться от заложенности носа. В случае нейтрального состава жидкости, подвергнутой кипячению, улучшение состояния невозможно.
Выпитый натощак стакан кипяченой воды обеспечивает быстрое пробуждение всех систем организма и позволяет быстро перейти в работоспособное состояние. Такая утренняя привычка приносит пользу для пищеварения, нервной и эндокринной системы, а также полезна для тонуса кожи и мышц.
Исходя из приведенных аргументов, можно сделать вывод, что кипяченая вода полезна! Максимальная польза достигается при кипячении не водопроводной, а бутилированной родниковой или артезианской воды.
Читайте материал по теме: Сухой остаток в воде
Дважды кипяченая вода: польза и вред
Для приготовления кофе и чая, по совету врачей, следует использовать только воду, кипяченную один раз, то есть перед каждой трапезой необходимо опустошать чайник и наполнять его новой водой.
Но почему врачи не рекомендуют повторное кипячение? В чем польза и вред для организма кипяченой воды, подвергшейся тепловой обработке дважды? Для этого потребуется рассмотреть, как физические, так и химические свойства живительной влаги. Давайте разберемся, какой вред может принести повторное кипячение.
Для чего нужно многократное кипячение воды? Ведь еще при первом кипячении погибают все бактерии. Нет необходимости в повторной тепловой обработке. Во всем виновата лень, когда не хочется лишний раз наполнять чайник? Будем разбираться в этих вопросах.
- Вода после кипячения становится безвкусной.
При многократном кипячении вода становится совершенно невкусной. Некоторые скажут, что у сырой воды тоже нет вкуса. Но давайте проведем небольшой эксперимент.
Попробуйте через равные отрезки времени попить воды из-под крана, воды из фильтра, единожды кипяченой и многократно прокипяченной. У всех этих жидкостей разный вкус. Когда вы пьете прокипяченную несколько раз воду, во рту остается неприятное послевкусие (металлический привкус).
Чем чаще вода подвергается кипячению, тем меньше от нее пользы. Происходит испарение кислорода, нарушая обычную химическую формулу H2O. Поэтому подобная вода называется мертвой.
- Кипячение не избавляет воду от примесей и солей.
Что же все-таки происходит с водой при повторном нагреве? Вместе с кислородом уходит и вода. По этой причине возрастает концентрация солей. Подобные изменения не сразу ощущаются организмом.
Подобный напиток малотоксичен. Но тяжелая вода замедляет все реакции. Изотоп водорода (дейтерий) накапливается в организме, и это может принести ему вред.
- Кипячению чаще всего подвергается хлорированная вода.
Процесс нагрева до +100 °C способствует вступлению хлора в реакцию с органическими веществами. Результатом такого взаимодействия является образование канцерогенов, а частое кипячение приводит к увеличению их концентрации. Подобные вещества приносят вред человеческому организму и приводят к развитию раковых образований.
Уже при первом кипячении вода не очень полезна, а повторное кипячение делает ее еще более вредной. Следует руководствоваться несложными правилами:
каждый раз полностью обновляйте воду в чайнике;
не допускайте повторного кипячения и не смешивайте кипяченую воду с водой из-под крана;
позволяйте отстояться воде несколько часов перед кипячением;
при приготовлении лекарственных напитков, закрывайте крышку термоса только через некоторое время.
Читайте материал по теме: Минерализатор осмоса
Как сделать кипяченую воду менее вредной
В случае повторного кипячения охлажденной кипяченой воды сверху снова образуется белая пена, что удивительно. Получается, что вода набирает кислород, а мы его снова выгоняем при кипячении. Чтобы этот губительный процесс не повторялся, рекомендуют нагревать воду до нужной температуры, но не подвергать кипячению. Сегодня многие производители предлагают большой выбор чайников, термосов и кулеров, позволяющих производить нагрев до нужной температуры.
Для того чтобы семечко моркови, посаженное в землю, начало расти, необходимо его поливать. Почему так происходит? Любая клетка или организм, будь то морковь или человек, требует для своего развития воду. Вода обеспечивает клетки организма необходимыми микроэлементами. Морковь содержит много марганца, а свекла – меди. ДНК моркови притягивает больше марганца и по этой причине она вырастает именно морковью, а не свеклой. Вода способствует передаче сигнала в почву, сообщающего о том, что ей необходимо расти.
Каждый овощ объединяет в себе те вещества, которые ему требуются, независимо, где он растет (на земле или над ней). Так же и с нами. Если мы будем питать организм однотипно, то вместо 250 типов клеток у нас будет всего 150. Это подобно тому, что мы посеем разные овощи, а вырастет одна морковь.
Сырая вода приносит пользу клеткам в виде питательных веществ и это обуславливает необходимость ее употребления.
Наличие в организме свободной, активной, не связанной шлаками воды позволяет пищевым фрагментам легко попадать в клетку. Клетка при этом насыщается и выполняет свою функцию, или удваивается для вынесения какого-либо отработанного вещества из организма. Для переноса фермента или гормона, созданного клеткой, необходима свободно циркулирующая вода.
Большинство проблем в организме решаются при помощи воды. Наша кожа тоже способна впитывать внутрь воду, а значит, водные процедуры также приносят пользу для здоровья человека. Запасы воды можно отчасти пополнить, просто приняв ванну с чистой водой температуры тела в течение 10–15 минут. Следовательно, если вы не можете заставить себя пить много воды, то введите в привычку водные процедуры – ванну и бассейн. Плюс ко всему, такие процедуры отлично снимают напряжение и стресс и их можно позволить себе настолько часто, насколько вы пожелаете.
Пейте хорошую воду и будьте здоровы. Для очищения воды дома можно использовать не только кипячение, но и различные фильтры. На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.
Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг, – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.
Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.
Специалисты нашей компании готовы помочь вам:
подключить систему фильтрации самостоятельно;
разобраться с процессом выбора фильтров для воды;
подобрать сменные материалы;
устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;
найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.
Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!
- Участник: Козыра Георгий Константинович
- Руководитель: Скулкина Татьяна Геннадьевна
Кипение – это интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре. Для дальнейшего развития технологий в современном мире важным является понимание процесса кипения.
Заглянув под крышку кастрюли, стоящей на плите, мы вряд ли подумаем о том, какое значение для человека имеет процесс, происходящий внутри кастрюли. Конечно, мы не задумаемся о перспективных кипящих реакторах на АЭС, о компрессионных холодильных машинах, о способах плавления тугоплавких материалов или о приборах для стерилизации медицинских инструментов. Между тем, что же объединяет все эти разные физические тела и явления? Конечно, процесс кипения.
Кипение – это интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре.
Для дальнейшего развития технологий в современном мире важным является понимание процесса кипения. Меня заинтересовали некоторые любопытные факты о процессе кипения, которые я узнал при изучении физики в 8 классе. Эти факты послужили основой для проведения собственного физического эксперимента.
Описание опыта представлено в учебном пособии авторов Марон А.Е., Марон Е.А., Позойский С.В. Сборник вопросов и задач к учебнику А.В. Перышкина. 8 кл. – М. : Дрофа, 2016, страница 9, задача №51.
Цель опыта: выяснить, можно ли нагреть (вскипятить воду) в бумажном сосуде.
Гипотеза: в бумажном сосуде можно нагревать воду.
Оборудование: бумажный стакан, штатив с муфтой и лапкой, спиртовка, спички, вода, подкрашенная перманганатом калия.
Ход проведения опыта
Я закрепил бумажный стакан в лапке штатива, влил в него около 100 мл воды, подкрашенной перманганатом калия (марганцовкой). Снизу поместил спиртовку, зажег ее и начал нагревать.
Результаты опыта
Вода комнатной температуры прогрелась до 65 °С, а бумажный стакан не сгорел. Вскипятить воду не удалось вследствие того, что закончился спирт, находившийся в спиртовке. Значит, моя гипотеза о том, что в бумажном сосуде можно нагреть воду, подтвердилась. Как объяснить результаты опыта?
Как мы знаем из учебника Перышкина А.В., вода при нормальном атмосферном давлении кипит при температуре 100°С (страница 55, Физика. 8 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин.– М.: Дрофа, 2014.), бумага же воспламеняется при температуре около 230°С. Теплопроводность бумажного стакана низкая, а с внутренней стороны он контактирует с водой, которая охлаждает его.
Значит, вместо чайника можно в походе обойтись с помощью бумажных стаканов или пищевых бумажных упаковок. Туристу будет очень удобно.
Цель опыта: выяснить, может ли вода кипеть при температуре, ниже, чем 100 0С, и если может, то при каком условии.
Гипотеза: воду можно вскипятить при температуре, ниже чем 100°С.
Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, насос Комовского, стеклянная колба, пробка со стеклянной трубкой, подогретая в чайнике вода, прихватка.
Ход проведения опыта
Я закрепил колбу в лапке штатива. Подогрел в чайнике воду. Налил около 200 мл теплой воды в колбу, закрыл пробкой со стеклянной трубкой. Трубку присоединил к шлангу насоса. Начал откачивать воздух из колбы.
Результаты опыта
В результате вода закипела! Объяснение опыта находится на странице 55 нашего учебника по физике (Физика. 8 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин.– М.: Дрофа, 2014.). Температура кипения жидкости зависит от давления, которое оказывается на поверхность жидкости. При кипении давление насыщенного пара внутри пузырьков превосходит внешнее давление. Если внешнее давление увеличивается, увеличивается и температура кипения. При уменьшении давления уменьшается и температура кипения жидкости.
Значит, моя гипотеза подтвердилась. При уменьшении внешнего давления мне удалось вскипятить теплую воду, не подогревая ее до 100°С.
Всем нам известно, что высоко в горах, где атмосферное давление понижено, вода кипит при температурах, меньших 100°С.
Описание опыта представлено в учебном пособии авторов Марон А.Е., Марон Е.А., Позойский С.В. Сборник вопросов и задач к учебнику А.В. Перышкина. 8 кл. – М. : Дрофа, 2016, страница 24, задача №199.
Цель опыта: выяснить,
Гипотеза: вода в небольшом сосуде, помещенная в кастрюлю с кипящей водой, тоже закипит.
Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, электрическая плитка, кастрюля емкостью 4 л с водой, стеклянная колба, вода, подкрашенная перманганатом калия, электронный термометр, прихватка.
Ход проведения опыта
Я вскипятил воду на электрической плитке. В стеклянную колбу налил около 150 мл подкрашенной воды и поместил ее в кипящую воду. Нагревал около 10 минут, вода в колбе не закипела даже при температуре внутри колбы около 100°С.
Результаты опыта
При кипени необходимо выполнить 2 условия: 1) нагреть жидкость до температуры кипения 2) обеспечить приток энергии. Как мы знаем из учебника п.1718, при кипении жидкости происходит поглощение энергии. В моем случае удалось нагреть воду в стеклянной колбе до температуры кипения, но поглощение энергии обеспечить не удалось, так как между водой в кастрюле и сосуде не происходил теплообмен: обе воды оказались нагреты до 100°С. Значит, моя гипотеза не подтвердилась.
Проведя опыты, я выяснил, что некоторые, казалось бы, невероятные факты легко объясняются при условии знаний особенностей процесса кипения. Процессы кипения имеют важное практическое значение в таких областях, как теплоэнергетика, атомная энергетика, медицина.
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.
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.
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.
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
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.
Сегодня кипячение по-прежнему остается одним из самых эффективных методов обеззараживания воды. Директор НИИ Экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина академик Юрий Рахманин утверждает, что, прокипятив воду, вы, в первую очередь, повышаете ее инфекционную безопасность. Разумеется, ее состав меняется в силу того, что вещества, которые при нагревании переходят в газообразное состояние, попросту улетучиваются. Как, например, кислород. Именно поэтому для чая лучше брать свежую воду, в которой после доведения ее до кипения сохранится намного больше кислорода, чего не скажешь о воде, подвергшейся кипячению два и более раза.
А вот группа ученых из Калифорнийского университета США уверена, что в воде, температура которой хоть раз достигла ста градусов, никакого кислорода нет, и вообще нет ничего живого. Доказательством этому служит тот факт, что цветы, которые поливают исключительно кипяченой водой, уже через несколько дней гибнут. Не случайно кипяченую воду называют мертвой. Попробуйте залить такую воду в аквариум. Рыбы погибнут там уже через несколько часов.
Некоторые ошибочно считают, что многократное кипячение воды лишь делает ее более чистой и безвредной. На самом деле, рассказывает физиолог, профессор Политехнического университета Вирджинии Брэнда Дэйви, это не совсем так. Чистой и безопасной вода становится после первого кипячения, когда в ней уничтожены все болезнетворные бактерии. А после повторного – структура такой воды сильно меняется. Из-за активного выпаривания жидкости в остатках воды повышается концентрация солей, минеральных и других веществ, что само по себе может нанести вред здоровью. Безвредной она может быть только, если изначально была чистейшей. А такой на нашей планете остается все меньше.
Ученые Гарвардского университета стали обладателями данных 27 исследований, которые проводились в течение последних двух десятилетий. Их вывод однозначен: повторное кипячение воды ведет к увеличению в ней концентрации фторида, мышьяка, нитратов.
А еще в воде, которую мы набираем из-под крана, содержится хлор. При длительном кипячении он вступает в реакцию с остатками органических веществ. И чем большее количество раз нагревается вода, тем больше различных химических реакций возникает. Многие ученые утверждают, что в результате многократного кипячения в воде образуются канцерогены, которые могут способствовать развитию онкологических заболеваний и даже способствовать изменениям организма на генетическом уровне. Кандидат физико-математических наук, доцент НИЯУ МИФИ Владимир Решетов опровергает эту гипотезу. По его словам, таких серьезных последствий неоднократно прокипяченная вода не несет.
Зато есть другие. Специалисты Роспотребнадзора утверждают, что современные чайники, которые отключаются автоматически, стоит лишь воде закипеть, могут сослужить нехорошую службу. Мгновенно отключаясь, они не дают воде возможности покипеть, следовательно, нет оснований полагать, что все вредные бактерии и вирусы в такой воде уничтожены. К примеру, возбудитель ботулизма погибает лишь после 15-минутного кипячения.
Интересные факты о воде
Многие люди думают, что температура кипения воды составляет 100°C. Однако этот показатель может меняться в зависимости от атмосферного давления.
В данной статье мы выясним, как будет меняться температура кипения воды в зависимости от давления: в горах, шахте, вакууме. Рассмотрим особенности процесса кипячения с точки зрения физики и химии.
Как будет меняться температура кипения воды: 4 фактора
Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.
Стоит отметить, что она всегда остается неизменной. Поэтому, если увеличить огонь под кипящей кастрюлей с водой, выкипать будет быстрее, но температура при этом не увеличится, так как средняя кинетическая энергия молекул остаётся неизменной.
Рассмотрим 4 фактора, которые влияют на изменение t°:
- Пониженное атмосферное давление (наблюдается в горной местности) – t° уменьшается.
- Повышенное атмосферное давление (наблюдается в шахте) – t° наоборот увеличивается.
- Применения герметической крышки, вакуума. За счёт герметической крышки или посуды пар не выходит градус кипения увеличивается. При использовании вакуума температура зависит от давления, которое создано внутри его.
- Свойства воды. Соленая вода начинает кипеть при более высокой температуре, чем пресная.
Рассмотрим более подробно каждый из факторов.
Влияние атмосферного давления
Согласно исследованиям и уравнению Клапейрона — Клаузиуса, градус кипения напрямую зависит от атмосферного давления. С его ростом температура кипения увеличивается, а с уменьшением, наоборот, становится все ниже и ниже.
Атмосферное давление — это давление атмосферы, действующее на все находящиеся на ней предметы и земную поверхность. Оно может меняться в зависимости от места и времени и измеряется барометром.
При нормальном атмосферном давлении 760 мм ртутного столба вода кипит при + 100 °C
В горной местности давление уменьшается, а под землей (в шахте) увеличивается.
Для наглядности предоставлена таблица № 1 из большого химического справочника, источник: Волков А. И, Жарский И. В.
| Р, кПа | t, °C | Р, кПа | t, °C | Р, кПа | t, °C |
| 5,0 | 32,88 | 91,5 | 97,17 | 101,325 | 100,00 |
| 10,0 | 45,82 | 92,0 | 97,32 | 101,5 | 100,05 |
| 15,0 | 53,98 | 92,5 | 97,47 | 102,0 | 100,19 |
| 20,0 | 60,07 | 93,0 | 97,62 | 102,5 | 100,32 |
| 25,0 | 64,98 | 93,5 | 97,76 | 103,0 | 100,46 |
| 30,0 | 69,11 | 94,0 | 97,91 | 103,5 | 100,60 |
| 35,0 | 72,70 | 94,5 | 98,06 | 104,0 | 100,73 |
| 40,0 | 75,88 | 95,0 | 98,21 | 104,5 | 100,87 |
| 45,0 | 78,74 | 95,5 | 98,35 | 105,0 | 101,00 |
| 50,0 | 81,34 | 96,0 | 98,50 | 105,5 | 101,14 |
| 55,0 | 83,73 | 96,5 | 98,64 | 106,0 | 101,27 |
| 60,0 | 85,95 | 97,0 | 98,78 | 106,5 | 101,40 |
| 65,0 | 88,02 | 97,5 | 98,93 | 107,0 | 101,54 |
| 70,0 | 89,96 | 98,0 | 99,07 | 107,5 | 101,67 |
| 75,0 | 91,78 | 98,5 | 99,21 | 108,0 | 101,80 |
| 80,0 | 93,51 | 99,0 | 99,35 | 108,5 | 101,93 |
| 85,0 | 95, 15 | 99,5 | 99,49 | 109,0 | 102,06 |
| 90,0 | 96,71 | 100,0 | 99,63 | 109,5 | 102,19 |
| 90,5 | 96,87 | 100,5 | 99,77 | 110,0 | 102,32 |
| 91,0 | 97, 02 | 101,0 | 99,91 | 115,0 | 103,59 |
Единицы измерения давления в таблице: кПа.
1 кПа = 1000 Па = 0,00986923 атм = 7, 50062 мм. рт. ст
Нормальное атмосферное давление составляет 765 мм. РТ. Ст. = 101,325 Р, кПа
Температура кипения в горах
При подъеме над поверхностью Земли (в горах), температура кипения воды падает, так как снижается атмосферное давление (на каждые 10, 5 м на 1 мм РТ. С). Пузырькам легче всплывать – процесс происходит быстрее.
Поэтому высоко в горах альпинисты не могут приготовить нормальную пищу, а используют законсервированные продукты.
Для варки мяса, как и других продуктов, нужны привычные 100 градусов. В обратном случае все компоненты бульона просто останутся сырыми.
| Высота над уровнем моря | t° кипения |
| 0 | 100,0 |
| 500 | 98,3 |
| 1000 | 96,7 |
| 1500 | 95,0 |
| 2000 | 93, 3 |
| 2500 | 91,7 |
| 3000 | 90,0 |
| 3500 | 88,3 |
| 4000 | 86,7 |
| 4500 | 85,0 |
| 5000 | 83,3 |
| 6000 | 80,0 |
Температура кипения воды в шахте
Если спуститься в шахту, то давление будет увеличиваться.
Температура кипения воды в шахте зависит от глубины (при спуске на 300 м вода закипит при t 101°C, при глубине 600 метров -102 °C
Применение герметической крышки
Герметичные крышки не позволяет образовавшемуся пару ускользнуть. В среднем температура закипания воды увеличивается от 5-20 градусов.
В хозяйстве для приготовления блюд часто используют кастрюли, сковородки с герметичной крышкой. Таким образом, уменьшается время приготовления пищи за счет высокой температуры, а блюда получаются более вкусными. В горных районах с низким давлением это необходимая вещь для приготовления пищи. Так же используют мультиварки и сотейники.
Кипячение воды в вакууме
Вакуум — это среда с газом, с пониженным давлением.
- низкий;
- средний;
- высокий;
- сверхвысокий;
- экстремальный;
- космическое пространство;
- абсолютный.
Температура кипения воды в вакууме зависит от того, какое давление в нём.
Разные виды вакуумов поддерживают разное давление. Например, в низком вакууме давление составляет от 760 до 25 мм. РТ. Ст. В абсолютном вакууме давление полностью отсутствует. Для точного расчета нужно знать модель вакуума и давление, которое он поддерживает.
Кипение солёной воды
Солёная вода закипает при более высокой температуре за счет своих свойств.
Соль увеличивает плотность воды, соответственно на процесс требуется больше времени.
t° повышается примерно на 1 градус при добавлении 40 грамм соли на литр воды.
Температура кипения воды в чайнике
Чистая пресная вода закипает в чайнике при t° 100 градусов °C при условиях нормального атм. давления 760 мм ртутного столба.
Удельная теплоемкость
Удельной теплоемкостью вещества называется количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 кг этого вещества, чтобы его температура изменилась на 1 градус Цельсия.
Это количество теплоты необходимое для нагревания массы вещества на один градус.
формула удельной теплоемкости
С — удельная теплоемкость;
Q — кол-во теплоты;
— масса нагреваемого охлаждающегося вещества;
— ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.
Процесс кипячения воды: 3 основных стадии
Кипение – это интенсивное парообразование, которое происходит при нагревании жидкости по всему объёму при определённой температуре.
Весь процесс кипения воды сопровождается выделением пара. Это одно из состояний воды. При парообразовании температура пара и воды остаются постоянными до тех пор, пока жидкость не изменит свое агрегатное состояние. Это явление объясняется тем, что при кипении вся энергия расходуется в преобразование воды в пар.
В воде растворены молекулы воздуха (газов). При нагревании газ превращается в воздушные пузырьки. При достижении достаточной температуры они лопаются, создаётся характерный шум.
Процесс можно разделить на 3 стадии:
Что такое кипячёная вода?
Это вода, ранее доведенная до температуры кипения. Сырая вода в своем составе может содержать различные бактерии, микроорганизмы. В водопроводе больших городов много хлора и различных других химических веществ. Процесс кипячения обезвреживает многие микробы. Однако не все бактерии и тяжёлые металлы убиваются в кипящей воде, поэтому питьевая вода происходит предварительную проверку пригодности.
Выводы и рекомендации
Кипячение необходимый процесс для человечества. С помощью него приготавливают пищу, стирают загрязненную одежду, проводят дезинфекцию.
Читайте также: