Почему вода в чайнике с крышкой закипает раньше чем в открытом

Обновлено: 20.05.2024

Здравствуйте, мои маленькие беспечные друзья. Я хочу открыть для вас дверь в удивительный мир электрических чайников. Мир полный опасностей, ужасов, страха и боли. Разрушенных надежд, обгорелых трупов и жутких столбов черного дыма. Но для начала просто изложу несколько простых наблюдений за поведением этих привычных домашних питомцев, призванных преобразовывать электрическую энергию в тепловую, обеспечивая непрерывный поток горячего чая в наш организм.

Начнем с удивительного открытия:

Cпираль лучше чем диск

Кому-то такое заключение может показаться странным. Попробую пояснить свою позицию.
Во-первых, спираль лучше греет, т.к. она целиком погружена в воду, что приближает ее КПД к 100%, т.к. почти все тепло передается куда следует.

К дисковому нагревателю спираль прикасается только одной стороной и, как ты там не изолируй, а теплопотери будут гораздо больше.

Но не это главная беда.

Во-вторых, вода в чайнике с диском заметно сильнее мутнеет. Чисто эмпирически было установлено следующее. Если в дисковом чайнике допустить закипание воды до стадии белого ключа, то после выключения нагрева и всплытия пузырьков, в жидкости образуется мелкодисперсная взвесь накипи, время осаждения которой очень велико и никак не сопоставимо с тем, сколько мы готовы ждать своей кружки чая. Порядок величины – десятки минут.

За это время чайник, естественно, остывает, а при его включении для подогрева вся взвесь снова оказывается в воде. Замкнутый круг.

Выхода два, оба неудобные:

всегда использовать фильтрованную или бутилированную воду
контролировать закипание и выключать чайник вручную, не допуская бурного кипения

Первый вариант очень дорогой, второй требует больших затрат времени.

По причине, которая остается для меня загадкой, чайник со спиралью лишен такого недостатка. После закипания и отключения по датчику пара вода готова к употреблению в течение минуты. Количество взвеси очень незначительное и, что главное, не влияющее на вкус воды.

Все это было проверено на нескольких чайниках, как дисковых, так и спиральных.

Повторюсь: проблема помутнения актуальна только для воды из-под крана. Если вы пользуетесь бутилированной или фильтрованной водой, то с ней все хорошо.

Пожарная опасность электрочайников

Господа, я вас умоляю, запомните одно простое правило.

Никогда не оставляйте электрический чайник на подставке.

Я слышу, кто-то умный с задней парты кричит, что никакой опасности нет, мол, там есть во-первых, датчик пара, а во-вторых, на случай отсутствия воды, целых два датчика перегрева.

Так вот, специально для умников расскажу два случая, когда мой дом был близок к пожару, как никогда.

Случай 1: Как электрочайник стек под стол

А дело вот в чем. Датчики перегрева у чайника есть. Но у них есть одна особенность. Через какое-то время эксплуатации у биметаллических пластин, призванных отключать питание при достижении критической температуры, снижается порог срабатывания. Они начинают отщелкиваться при температуре ниже 100 градусов.

К чему это приводит?

А к тому, что чайник не доводит воду до кипения и отключается. Включается обратно минут через 5-10, немного побухтит, и снова выключается.

Что же делать?

Я поступил радикально: разобрал чайник и выкинул куда подальше датчики перегрева. Ура! Чайник теперь выключается только после вскипания воды и образования пара. Только одно НО. Будучи включенным без воды он больше не выключается. Вообще.

Понятно, что мы же все умные, и чайники без воды никогда не включаем, и крышку защелкнуть не забываем никогда.

Но, увы, человеческий фактор – это человеческий фактор. Речь не идет о том, будет совершена ошибка или нет, потому что ошибка совершена будет. Рано или поздно. Вопрос только в сроках.

Костер на столе

Никто не скажет, почему так получилось. Возможно, виноват я сам, возможно, кто-то из заходивших ко мне в комнату. Был ли включенный чайник поставлен на подставку без воды? Был ли он полон, но с открытой крышкой? Или же он стоял на подставке и был включен чьим-то неловким движением руки?

Так или иначе, но это случилось. Включенный чайник с отсутствующими датчиками перегрева остался на подставке, и никто этого не заметил.

Кроме моего дядюшки, который каким-то чудом именно в этот момент проходил мимо двери в мою комнату.

Его немного удивил тот факт, что меня нет дома, а на столе у меня горит костер.

Дядюшка, конечно, не удивится никаким моим выходкам, но костер на столе – это уж слишком даже для меня. Поэтому он открыл дверь пошире и окончательно уверился в том, что то, что он сейчас видит – неправильно.

А видел он следующее: на столе все шипело и полыхало, вверх поднимался столб черного дыма, а горящие капли пластика с задорным визгом капали с края стола на линолеум.

Далее последовало несколько минут героической борьбы с огнем. Останки чайника были сброшены в ведро и вынесены на улицу, где и догорели, костер в комнате – потушен, пожар – ликвидирован.

О, да, я знаю, что сейчас скажет скептик с задней парты. Он скажет, что я сам виноват, нечего было выламывать датчики перегрева из чайника, превращая его тем самым в зажигательную бомбу замедленного действия. И, да, в чем-то он будет прав. Но специально для такого случая у меня припасена еще одна история.

Случай 2: История кособокого электрочайника

Очередной чайник не подвергался калечащим операциям по удалению жизненно-важных датчиков. Но это его не спасло.

Дело было, как обычно, во время моего долгого отсутствия дома.

И на протяжении многих дней, заметьте – МНОГИХ, в моей комнате ощущался легкий запах не то гари, не то горелых контактов… В общем, сомнения у заходивших туда домочадцев присутствовали, но не подтверждались.

И продолжалось это до тех пор, пока тетушка вдруг не обратила внимание, что электрочайник стоявший все это время на подставке, сделался каким-то кособоким.

Она подошла к нему поближе и почувствовала пышущий от него жар. Нижняя часть чайника тихонько плавилась и теряла форму.

Что же случилось?

А вот что. Виновных, опять же, не найти, потому что в мое отсутствие у меня дома образуется проходной двор. Есть, конечно, подозрения, но Сержык упорно отрицает свою вину.

Однако, там же есть датчик перегрева, который и сработал.

Но сработал он ненадолго, а ровно до тех пор, пока чайник немного остыл и биметаллическая пластина отщелкнулась обратно.

Чайник опять нагрелся. Датчик сработал. Чайник остыл. Пластина замкнула контакт. Чайник нагрелся. Датчик сработал.

И так несколько дней или даже недель! И все это время конструкция поддерживалась при температуре близкой к 100 градусам.

Что могло быть?

А быть могло все что угодно. Возможно, пожара бы так и не случилось. А возможно, что из-за деформаций корпуса или из-за искрения в контактах в один прекрасный момент пластины перестали бы отщелкиваться и случилось бы все то, что было описано в случае 1, но не факт, что на этот раз кто-то проходил бы мимо.

Мораль

А мораль проста и она была изложена выше: не надо оставлять электрочайник на подставке. Никогда.

Да, у вас может быть рефлекс всегда его выключать. Но он сработает 10 000 раз, а на 10 001-й раз что-то случится. Зазвонит телефон, вам сообщат о том, что кто-то попал в аварию, что в магазине напротив суперакция или еще чего… И привычный ход вещей будет нарушен, кнопка окажется машинально нажатой или не нажатой, вода не налитой, крышка не закрытой. Да мало ли. Мы же спотыкаемся на ровном месте безо всякой видимой причины, а ведь ходьба – это очень хорошо натренированный рефлекс.

Так что, не играйте с огнем. Мне было 2 жестких предупреждения, и к ним стоит прислушаться.

См. также:

Кипячение воды в чайнике – насущное ежедневное занятие. Однако далеко не каждый знает, от чего зависит температура закипания, сколько времени понадобится, чтобы в тех или иных условиях довести чайник до нее и каковы причины возникающих при этом различных неполадок.

Рассмотрим детально основные аспекты этого процесса: какова температура кипения воды в чайнике, от чего зависит закипание жидкости и т.д.

От чего зависит закипание в домашних и других условиях?

Кипением называется усиленное образование пара в массе и на поверхности воды.

Однако традиционное испарение вещества происходит при любых условиях. Закипание же происходит только по достижении определенных условий – температуры и внешнего давления.

Например, для воды в нормальных условиях (760 мм. рт. ст.) этот показатель равняется 100С. С другой стороны, он легко изменяется. Кроме того, на точку кипения влияют различные, растворенные в воде примеси. В большинстве случаев это соли – естественные, придающие жесткость, либо искусственно добавленные, например, пищевая поваренная.

Отметка в 100С – приведена для дистиллированной H2O в нормальных условиях. Стандартно используемая вода – из водопровода, ручья, озера, колодца и т. д. – в действительности является водным раствором различных солей. Поэтому температура ее закипания несколько выше справочного значения.

На существенных возвышенностях, ввиду падения атмосферного давления, кипение начинается раньше. Однако процесс варения – как способ приготовления пищи – не становится быстрее, а, напротив, возрастает и становится затрудненным.

Каждые 300 метров подъема от уровня моря снижают точку закипания на один градус. Альпинисты знают, что высоко в горах котелок закипает при 85-90С и даже ниже.

Противоположный эффект возникает в естественных низменностях и при росте атмосферного давления – точка кипения превышает несколько привычный показатель.

При скольки градусах закипает?

Независимо от типа используемого прибора в нормальных условиях вода закипает при следующих значениях температуры (в наиболее распространенных единицах измерения):

Цельсия, 0С	Фаренгейта, 0F	Кельвина, К
100	212	373,15

Однако следует учесть, что в различных приборах, несмотря на одинаковую точку закипания, время для достижения процесса все же различное.

Например, быстрее всего вода закипит в современном электрическом чайнике в теплозащитном корпусе с мощным круговым ТЭНом на 2-3 кВт. Среднее значение по времени будет у обычного чайника с закрытой крышкой. Дольше всех придет к результату емкость без крышки.

Как с уменьшением давления снижается температура закипания, так с увеличением она возрастает. Этот принцип нашел практическое применение в кухонных приборах – скороварках.

Показатель кипения в них достигает рекордных для повседневных условий – 120-130С. Это позволяет ускорить процесс готовки пищи (в противоположность горной местности – когда кипит, но не варится).

За какое время?

Время закипания жидкости зависит сразу от нескольких факторов:

объема;
конструкции и материала емкости;
типа нагревателя и его характеристик;
исходной температуры;
сырая или кипяченая вода находится в чайнике;
атмосферного давления;
присутствие накипи на внутренних стенках;
наличия растворенных солей.

Обычный 2-х-литровый чайник на газовой конфорке справится с задачей в среднем за 15 минут. Стандартная электрическая модель потратит на эту процедуру примерно такой же период времени. Более совершенный электрочайник с мощной нагревательной встроенной поверхностью вскипит за 3-5 минут.

Современные водонагревательные приборы, такие как, кулеры, превращают холодную воду в кипяток мгновенно. Благодаря им чай, кофе и другой горячий напиток можно получить моментально.

Как определить, что H2O начинает кипеть?

Существует несколько способов проверить, что вода в чайнике вот-вот начнет кипеть:

Постепенно нарастающий шум во время нагрева начинает утихать.
Температура воды близка к точке кипения.
На поверхность начинают всплывать и раскрываться большие пузыри пара.

Чайник или иная емкость для кипячения воды накрывается крышкой, чтобы повысить задержку тепла внутри. С открытой водной поверхности будут уходить частицы с максимальной энергией, уменьшая тем самым ее температуру и удлиняя период достижения точки кипения.

Какова t пара кипящей жидкости?

Образующийся во время кипения чайника пар имеет одинаковую температуру с кипящей водой. Так как вся энергия в этом процессе направлена именно на его превращение.

Поэтому пока вся жидкость не испарится, нагрев пара останется на одинаковом с ней уровне. При этом пар может получить дополнительную энергию, а значит, и повысить температуру, но только в замкнутом пространстве, например, в скороварке.

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:

Емкость заполнена до самого края. Поверхность бурлящей воды выталкивает крышку.
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.
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:

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

Закипание воды в чайнике зависит прежде всего от атмосферного давления и наличия растворенных солей. Стандартно кипение происходит при 100С. На время закипания влияет объем, свойства материала и характеристики конструкции емкости, тип и мощность нагревательного элемента.

Перед закипанием шум затихает, а пузыри увеличиваются в размере и достигают поверхности. При этом пар, образующийся из чайника, имеет одинаковую с кипящей водой температуру.

Он нам достался в подарок от тещи, когда мы с Мартышкой, не доглядев, сожгли на газу свой прежний чайник.

И есть беда. Горе-злосчастье.
Закипает вода. Снимаешь тещин чайник с огня. Несешь разливать по чашкам. Только начинаешь лить, как:"П-пль-пль!"
Горячая вода буквально плевками пролетает мимо чашки, или мимо заварочного чайника, смотря во что льешь кипяток.
Весь стол мокрый.

Долго ломал голову, чем это вызвано. Пробовал разливать и со снятой крышкой, и с разным количеством вскипевшей воды- результат одинаковый.

Ответ, к моему стыду, раньше меня нашла жена. Без экспериментов, умственным построением.
Догадаетесь, почему он плюется и что с ним нужно делать (кроме как выбросить) :)?

Комментарии скрываются до завтрашнего вечера, 22:00, 16 сентября.
Как обычно - принимаются любые версии, вплоть до нелепых. В любом количестве, в скольки угодно комментариях от одного и того же человека.
Ошибаться можно.

UPD 0.1: Выделил жирным текстом то, что уже попробовал сделать.

Правильный ответ.
Носик чайника перегревается, и вода при выливании закипает прямо в носике. Повторно. И плюется.
Решения конструктивно делятся на три вида:

1. Предотвратить перегрев носика.
Сдвинуть чайник так, чтобы огонь не нагревал носик - пробовал. Он все равно доходит до точки кипения воды. Помимо всего прочего, через него выходит пар, поэтому он все равно нагревается выше 100 градусов.

Обертка носика теплоизолирующим материалом - по той же причине мне представляется малоэффективной.

Держать постоянно высокий уровень воды в носике - нерентабельно.

2. Остудить носик.
Дать остыть за пару минут.

Облить холодной водой из под крана (осторожно, чтобы не залить сырой воды в чайник).

Остудить мокрой губкой или салфеткой.

Медленно заполнить носик кипятком, наклонив чайник. Требуется точность наклона.

3. Игнорировать перегрев.
Так поступает моя жена. Она просто ловит плюющуюся струю, соответствующим образом отодвигая чайник :)

Спасибо всем, принявшим участие в решении. Некоторые способы я узнал из ваших советов.

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

Справка. . Водная среда не начнет кипеть при температуре 100 0 С. Для этого потребуется более высокая температура.

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.

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.

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:

Кипячение воды в электрочайнике. Данный прибор вскипятит ее в 2-3 раза быстрее, чем в любой другой посуде.
Накрывание тары крышкой. Она уменьшит потерю тепла.
Выбор посуды с широким дном. Вода равномерно распределится по всей поверхности емкости. Площадь ее нагрева станет значительно больше, что приведет к началу ее бурления.
Помещение кастрюли на конфорку с самым большим диаметром. За счет этого увеличится площадь прогревания тары.
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.

Особенность. Соль не ускоряет закипание воды. Ее кристаллы лишь создают иллюзию вскипания. Это связано с попаданием соли на неровные и дефектные участки тары, из-за чего начинают формироваться пузырьки. Сама соль только увеличивает температуру вскипания.

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.

Читайте также: