С крышки чайника в котором вскипятили воду

Обновлено: 09.05.2024

Сегодня у меня для вас классная задача. Попробуйте решить сами, а потом дайте своим детям. Строго говоря, правильно ответить должен любой 10-классник, но вполне возможно, что задачка окажется по зубам и наблюдательным детям намного младше.

Король одного царства-государства решил выдать замуж одну из трёх своих дочерей. Дочерям дали три одинаковых чайника, велели налить в них воды доверху и поставить на одну и ту же плиту. У какой дочери чайник закипит первый, та и выйдет замуж, а её муж станет наследником короля.

Быстрее всего чайник закипел у младшей дочери. Вопрос — почему?

Тут самое время поразмыслить своими взрослыми мозгами. Чайники у всех одинаковые, вода одинаковая, количество воды одинаковое, плита греет все чайники одинаково, поставили чайники одновременно. Почему же тогда один из чайников вскипел быстрее?

Подсказка — во всем виновата физика и любопытство, никакого подвоха нет. И знаний 10 класса будет достаточно, чтобы понять, в чем дело. Но даже если вы забыли физику, поможет житейский опыт.

Ответ

Всё невероятно просто. Так как старшие принцессы хотели выскочить замуж и стать наследницами престола, они желали, чтобы чайник поскорее вскипел. А женское любопытство и незнание физики приводило к тому, что девушки поднимали крышку чайника, чтобы посмотреть, а не кипит ли ещё вода? Младшая же не хотел замуж и не трогала чайник. Из-за того, что крышку не снимали, горячие молекулы из чайника не вылетали, давление пара под крышкой и внутренняя энергия воды не уменьшались, вода в итоге закипела быстрее.

А вот вам ещё несколько вопросов на ту же тему (про чайники и кипение), проверьте, помните ли вы школьную физику (это всё вопросы из школьных учебников и задачников):

  1. В одном чайнике "сырая" вода из-под крана, в другом кипяченая той же температуры. Какая быстрее закипит?
  2. Почему в "Незнайке на Луне" Носова Винтику и Шпунтику не удалось вскипятить чайник в невесомости?
  3. Пар, как и любой газ, невидим. Почему же над кипящим чайником мы видим облако?
  4. Почему, когда мы кипятим молоко, оно "убегает", а вода нет?
  5. Как заставить воду кипеть, не нагревая её?

Надеюсь, что вы ответили на все вопросы правильно. И с физикой у вас всё в порядке. Но на всякий случай, я расскажу ответы.

Вода с сильным химическим запахом и привкусом пластмассы. Невозможно сделать даже глоток. Такой сюрприз Алле Лондаревой преподнес новый электрочайник.

Вскипятила воду и почувствовала очень неприятный химический запах. Сначала мы решили, что это первое кипячение, ну, мало ли что, давайте еще раз вскипятим. Потом мы стали считать – мы вскипятили 87 раз воду, не уменьшался запах. Вся квартира наполнилась химическим запахом, пар из чайника шел химический, это все было ужасно.

Алла отнесла ароматный чайник в магазин. Продавцы сначала отказались принять его обратно. Но, когда Алла попросила вскипятить в чайнике воду и сделать пару глотков, взяли без вопросов. Алла отправилась в другой магазин за другим чайником, и опять наступила на те же грабли.

Я выбрала тоже такой красивый чайник, две пятьсот, по-моему, он стоил. И спросила продавца-консультанта, знает ли оно что-нибудь о таком феномене, как вонючие чайники. Он сказал – никогда в жизни я об этом не слышал, у них в магазине такого быть не может, и поэтому он мне предлагает вот этот прекрасный чайник купить. И он абсолютно уверен, что никогда ничего плохого с ним не случится.

Вода из нового стального чайника тоже имела химический запах и странный привкус. В третий раз уж точно должно повезти, решила Алла, и снова поменяла ароматный чайник. Но запах никуда не делся.

Чтобы понять, почему дорогие металлические чайники пахнут бог знает чем, женщина отдала чайник на экспертизу в Центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора.

После очень долгих экспертиз – это длилось, наверное, около полугода, чайник наш находился на экспертизе – нам дали ответ, что да, действительно, в этом чайнике воду кипятить нельзя и пить ее нельзя, потому что по органолептическим качествам чайник не соответствует потребительскому уровню. Но что именно там воняет, какое химическое вещество, какая там химическая деталь неправильная, вот этого почему-то нам объяснить не смогли.

Требования, которые предъявляются к этой продукции, в отношении чайников в данном случае, являются только требования безопасности. Значит, вкус воды не проверяется после того, как она нагрета в этом чайнике. Нет этих требований в обязательных.

Лариса Позднякова, зам. начальника отдела Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Вода в чайнике плохо пахнет и неприятна на вкус. Но зато – совершенно безопасная. Даже если вы выпьете два литра за раз, вы не отравитесь и не умрете. Чайник не набросится на вас, когда вы спите, не предпримет вероломную попытку вас задушить и не загорится в руках синим пламенем. А то, что вода воняет – не нравится, не пейте.

Пить можно, с точки зрения вреда организму. И здесь пишут заключения СЭС. Сказать о том, что вода с запахом опасна для здоровья, мы сказать не можем. Но с точки зрения того, что из-за этих органолептических характеристик ее пить нельзя, мы это подтверждаем и говорим, что пить нельзя. Глупая ситуация. Пить нельзя, но пить можно.

Василий Смеречук, руководитель Северо-Западного управления Росстандарта

Вот здесь Алла покупала химический чайник год назад. Заходим в магазин. Смотрите – чайники с запахом стоят на полках, как ни в чем не бывало.

— Я ничего не чувствую.

— Это, вы считаете, нормально?

— Просто у нас был неприятный опыт…

— Мы хотим обменять.

— Из-за запаха – нет.

— Если из-за запаха, то деньги не возвращаете?

— Если он неисправен, тогда возвращаем. А так – нет.

Отличить чайник с запахом можно при покупке.

В магазине обязательно распакуйте чайник, откройте крышку и не постесняйтесь понюхать его внутри. Резкий химический запах вряд ли выветрится после кипячения.

1 Комментарии。

ХаХА. Во первых эл.чайки это пищевая посуда и все инстанции вами посещаемые должны были это знать. На что проверяется пищевая посуда смотрите госты).Как оформляются такие чайники,может как игрушечные или декларативные-что их обязательно проверяют только на электрику.Как вы думаете ,что находится в материале чайника,который так воняет,а есть которые не воняют вообще,но опасные!Кто покрывает это все в рф?

Оставить комментарий Отменить ответ

Реклама

Свежие записи

Категории

Метки

Авторские права © 2021 Среда обитания ТВ | Powered by zBench and WordPress

  • 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.

Разделы

Дополнительно


Задача по физике - 1157

В металлический чайник наливают $V = 1 л$ холодной воды, ставят на массивную конфорку электроплиты и включают её. Когда вода через $t_ <1>= 15 минут$ закипела, в чайник долили ещё 1 литр воды. После повторного закипания воды в чайнике, которое произошло спустя время $t_ = 10 минут$ после долива, конфорку выключают, а вода в чайнике продолжает кипеть. Оцените массу воды, которая испарится из чайника после выключения конфорки до того, как она остынет. Удельная теплоёмкость воды $C = 4200 Дж/(кг \cdot ^ < \circ>C)$, удельная теплота парообразования $L = 2,3 \cdot 10^ Дж/кг$. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Задача по физике - 1158

Задача по физике - 1159

На столе стоят два одинаковых стакана, в один из которых налит горячий чай, имеющий температуру $T_<0>$. Его можно охладить до требуемой конечной температуры $T_$ двумя способами:

1) сразу перелить во второй стакан и ждать, пока он остынет до температуры $T_$;

2) ожидать, пока он остынет до некоторой температуры $T^< \prime>$ такой, чтобы после переливания во второй стакан температура сразу оказалась равной $T_$.

Какой способ быстрее? Известно, что теплоотдача стакана с чаем пропорциональна разности температур стакана и окружающей среды, а теплообмен между чаем и стаканом происходит очень быстро. Теплоёмкость стакана $C_$, чая $C$.

Задача по физике - 1160

Школьник утром вскипятил чайник и стал его остужать, чтобы успеть попить чай до ухода в школу. Он обнаружил, что температура чайника понизилась со $100^< \circ>C$ до $95^< \circ>C$ за 5 минут, пока чайник стоял на столе на кухне, где температура воздуха была $20^< \circ>C$. Школьник решил ускорить остывание чайника, для чего засунул его в холодильник, где температура составляла $0^< \circ>C$. При этом температура чайника понизилась от $95^< \circ>C$ до $90^< \circ>C$ за 4 мин 12 сек. Решив ещё ускорить остывание, школьник выставил чайник за окно, на улицу, где температура была равна $—20^< \circ>C$. За сколько времени чайник остынет на улице от $90^< \circ>C$ до $85^< \circ>C$?

Задача по физике - 1161

Горячий суп, налитый доверху в большую тарелку, охлаждается до температуры, при которой его можно есть без риска обжечься, за время $t = 20 мин$. Через какое время можно будет есть суп с той же начальной температурой, если разлить его по маленьким тарелкам, которые также заполнены доверху и подобны большой? Известно, что суп из большой тарелки помещается в $n = 8 маленьких, и что количество тепла, отдаваемое в единицу времени с единицы поверхности каждой тарелки, пропорционально разности температур супа и окружающей среды.

Задача по физике - 1162

В ванну за одну секунду вливается $m = 0,01 кг$ воды, нагретой до $T_ <1>= 50^ < \circ>C$. Известно, что теплоотдача от ванны составляет $Q = k(T — T_)$, где $k = 100 Дж/(с \cdot ^ < \circ>C)$, $T_ = 20 ^ < \circ>C$ — температура окружающего воздуха. Определите установившуюся температуру воды в ванне, если уровень воды поддерживается постоянным за счёт вытекания её из ванны. Удельная теплоёмкость воды $C = 4200 Дж/(кг \cdot ^ < \circ>C)$. Считайте, что втекающая вода успевает полностью перемешаться с водой, которая была в ванне.

Задача по физике - 1163

Холодильник поддерживает в морозильной камере постоянную температуру $T_ <0>= —12^ < \circ>C$. Кастрюля с водой охлаждается в этой камере от температуры $T_ = +29^ < \circ>C$ до $T_ = +25^ < \circ>C$ за $t_ = 6 мин$, а от $T_ = +2^ < \circ>C$ до $T_ = 0^ < \circ>C$ — за $t_ = 9 мин$. За сколько времени вода в кастрюле замёрзнет (при $0^ < \circ>C$)? Теплоёмкостью кастрюли пренебречь. Удельная теплоёмкость воды $C = 4200 Дж/(кг \cdot ^ < \circ>C)$, удельная теплота плавления льда $\lambda = 340 кДж/кг$.

Задача по физике - 1164

На краю крыши висят сосульки конической формы, геометрически подобные друг другу, но разной длины. После резкого потепления от $T_ <1>= 0^ < \circ>C$ до $T_ = 10^ < \circ>C$ самая маленькая сосулька длиной $l = 10 см$ растаяла за время $t = 2 часа$. За какое время растает большая сосулька длиной $L = 30 см$, если внешние условия не изменятся?

Задача по физике - 1165

На поверхность термостата одновременно ставят рядом два однородных куба, сделанных из одинакового материала и находящихся при одинаковой температуре $T_<0>$, отличной от температуры термостата $T_$. Длина ребра у одного из кубов в два раза больше, чем у другого. Через время $t$ температура в центре малого куба стала равной $T_$. Через какое время (от начального момента) такая же температура будет в центре большого куба? Потерями тепла пренебречь.

Задача по физике - 1166

Задача по физике - 1167

Кубический сосуд объёмом $V = 1 л$ заполнен воздухом. Одна из стенок (1) поддерживается при температуре $T_<1>$, противоположная ей (2) — при температуре $T_$, остальные стенки теплоизолированы. Найдите отношение средних частот соударений молекул со стенками (1) и (2). Рассмотрите два случая: а) давление в сосуде равно атмосферному $p_ = 1 атм$; б) сосуд откачан до давления $p = 10^ атм$. Примечание: при нормальных условиях средняя длина свободного пробега молекул в воздухе составляет $\sim 10^ см$.

Задача по физике - 1168

Оцените скорость роста толщины слоя серебра при напылении, если атомы серебра оказывают при падении на подложку давление $p = 0,1 Па$. Средняя энергия атома серебра $E = 10^ <-19>Дж$, плотность серебра $\rho = 10,5 г/см^$, молярная масса $\mu = 108 г/моль$.

Задача по физике - 1169

Стандартный манометрический прибор для измерения давления разреженных газов (порядка $10^<-5>$ от атмосферного давления) представляет собой трубку сантиметрового диаметра, заполняемую исследуемым газом. Внутри трубки проходит проволока, нагреваемая электрическим током постоянной мощности. Оказывается, что по температуре проволоки $T$ можно определить давление газа $p$, используя заранее составленную для данного газа градуировочную таблицу $p(T)$. В одной из лабораторий понадобилось измерить таким манометром давление неона. Однако имевшаяся градуировочная таблица была составлена для гелия, атомы которого в 5 раз легче атомов неона. Какие поправки нужно внести в эту таблицу?

Задача по физике - 1170

Газ с молярной массой $\mu = 60 г/моль$ находится в герметичном сосуде с жёсткими стенками и поддерживается при постоянной температуре $T = 0^ < \circ>C$. Площадь поперечного сечения $S$ молекул, которые можно рассматривать как твёрдые шарики, равна $10^ <-19>м^$. Давление газа в начале эксперимента равно $p_ = 100 Па$. При освещении газа ультрафиолетовым светом молекулы, поглотившие квант света, переходят в возбуждённое состояние. Среднее время жизни молекулы в возбуждённом состоянии $\tau = 10^ с$. При столкновении двух возбуждённых молекул в газе происходит химическая реакция, в результате которой из них образуется одна новая молекула. Известно, что за 1 секунду в каждом кубическом сантиметре газа возбуждается $N = 10^$ молекул. Оцените, за какое время давление в сосуде уменьшится на $\epsilon = 1%$ от первоначального.

Задача по физике - 1171

В вертикальном закрытом цилиндре высотой $H$ и площадью основания $S$, заполненном воздухом при давлении $p_<0>$, на дне лежит лёгкая тонкостенная плоская коробка высотой $h$ и площадью основания $s$. В дне коробки имеется отверстие. В цилиндр через кран, расположенный вблизи дна, начинают медленно нагнетать жидкость плотностью $\rho$, много большей плотности воздуха. При каком давлении воздуха в цилиндре коробка упрётся в верхнюю крышку цилиндра? Процесс проходит при постоянной температуре, коробка всплывает так, что её верхняя плоскость остаётся горизонтальной.

Читайте также: