Όταν το νερό βράσει. Γιατί βράζει το νερό; Πειράματα για την παρατήρηση της διαδικασίας βρασμού

Ο βρασμός είναι η διαδικασία αλλαγής της κατάστασης συσσωμάτωσης μιας ουσίας. Όταν μιλάμε για νερό, εννοούμε την αλλαγή από υγρή σε κατάσταση ατμού. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο βρασμός δεν είναι εξάτμιση, η οποία μπορεί να συμβεί ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου. Δεν πρέπει επίσης να συγχέεται με το βράσιμο, που είναι η διαδικασία θέρμανσης του νερού σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Τώρα που καταλάβαμε τις έννοιες, μπορούμε να προσδιορίσουμε σε ποια θερμοκρασία βράζει το νερό.

Διαδικασία

Η διαδικασία μετατροπής της κατάστασης συσσωμάτωσης από υγρή σε αέρια είναι πολύπλοκη. Και παρόλο που οι άνθρωποι δεν το βλέπουν, υπάρχουν 4 στάδια:

1. Στο πρώτο στάδιο, σχηματίζονται μικρές φυσαλίδες στο κάτω μέρος του θερμαινόμενου δοχείου. Μπορούν επίσης να φαίνονται στα πλάγια ή στην επιφάνεια του νερού. Σχηματίζονται λόγω της διαστολής των φυσαλίδων αέρα, που υπάρχουν πάντα στις ρωγμές του δοχείου όπου θερμαίνεται το νερό.
2. Στο δεύτερο στάδιο, ο όγκος των φυσαλίδων αυξάνεται. Όλοι αρχίζουν να βγαίνουν ορμητικά στην επιφάνεια, αφού μέσα τους υπάρχει κορεσμένος ατμός, ο οποίος είναι ελαφρύτερος από το νερό. Καθώς η θερμοκρασία θέρμανσης αυξάνεται, η πίεση των φυσαλίδων αυξάνεται, και ωθούνται στην επιφάνεια χάρη στη γνωστή δύναμη του Αρχιμήδη. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να ακούσετε τον χαρακτηριστικό ήχο του βρασμού, που σχηματίζεται λόγω της συνεχούς διαστολής και μείωσης του μεγέθους των φυσαλίδων.
3. Στο τρίτο στάδιο, ένας μεγάλος αριθμός φυσαλίδων μπορεί να φανεί στην επιφάνεια. Αυτό αρχικά δημιουργεί θολότητα στο νερό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ευρέως "λευκό βρασμό" και διαρκεί ένα μικρό χρονικό διάστημα.
4. Στο τέταρτο στάδιο, το νερό βράζει έντονα, εμφανίζονται μεγάλες φυσαλίδες που σκάνε στην επιφάνεια και μπορεί να εμφανιστούν πιτσιλιές. Τις περισσότερες φορές, το πιτσίλισμα σημαίνει ότι το υγρό έχει φτάσει στη μέγιστη θερμοκρασία του. Από το νερό θα αρχίσει να βγαίνει ατμός.

Είναι γνωστό ότι το νερό βράζει σε θερμοκρασία 100 βαθμών, κάτι που είναι δυνατό μόνο στο τέταρτο στάδιο.

Θερμοκρασία ατμού

Ο ατμός είναι μια από τις καταστάσεις του νερού. Όταν εισέρχεται στον αέρα, ασκεί, όπως και άλλα αέρια, μια συγκεκριμένη πίεση πάνω του. Κατά την εξάτμιση, η θερμοκρασία του ατμού και του νερού παραμένει σταθερή έως ότου ολόκληρο το υγρό αλλάξει την κατάσταση συσσωμάτωσης. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι κατά τη διάρκεια του βρασμού, όλη η ενέργεια δαπανάται για τη μετατροπή του νερού σε ατμό.

Στην αρχή του βρασμού, σχηματίζεται υγρός, κορεσμένος ατμός, ο οποίος ξηραίνεται αφού εξατμιστεί όλο το υγρό. Εάν η θερμοκρασία του αρχίσει να υπερβαίνει τη θερμοκρασία του νερού, τότε αυτός ο ατμός υπερθερμαίνεται και τα χαρακτηριστικά του θα είναι πιο κοντά στο αέριο.

Αλατόνερο που βράζει

Είναι πολύ ενδιαφέρον να γνωρίζουμε σε ποια θερμοκρασία βράζει το νερό με υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι. Είναι γνωστό ότι θα πρέπει να είναι υψηλότερο λόγω της περιεκτικότητας σε ιόντα Na+ και Cl- στη σύνθεση, τα οποία καταλαμβάνουν την περιοχή μεταξύ των μορίων του νερού. Έτσι διαφέρει η χημική σύνθεση του νερού με αλάτι από το συνηθισμένο φρέσκο ​​υγρό.

Το γεγονός είναι ότι στο αλμυρό νερό λαμβάνει χώρα μια αντίδραση ενυδάτωσης - η διαδικασία προσθήκης μορίων νερού σε ιόντα αλατιού. Οι δεσμοί μεταξύ των μορίων του γλυκού νερού είναι πιο αδύναμοι από αυτούς που σχηματίζονται κατά την ενυδάτωση, επομένως θα χρειαστεί περισσότερος χρόνος για να βράσει ένα υγρό με διαλυμένο αλάτι. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα μόρια στο αλμυρό νερό κινούνται πιο γρήγορα, αλλά είναι λιγότερα, με αποτέλεσμα να συγκρούονται λιγότερο συχνά. Ως αποτέλεσμα, παράγεται λιγότερος ατμός και επομένως η πίεσή του είναι χαμηλότερη από την πίεση ατμού του γλυκού νερού. Κατά συνέπεια, θα απαιτηθεί περισσότερη ενέργεια (θερμοκρασία) για την πλήρη εξάτμιση. Κατά μέσο όρο, για να βράσει ένα λίτρο νερού που περιέχει 60 γραμμάρια αλάτι, είναι απαραίτητο να αυξηθεί ο βαθμός βρασμού του νερού κατά 10% (δηλαδή κατά 10 C).

Εξάρτηση του βρασμού από την πίεση

Είναι γνωστό ότι στα βουνά, ανεξάρτητα από τη χημική σύσταση του νερού, το σημείο βρασμού θα είναι χαμηλότερο. Αυτό συμβαίνει επειδή η ατμοσφαιρική πίεση είναι χαμηλότερη σε υψόμετρο. Η κανονική πίεση θεωρείται ότι είναι 101,325 kPa. Με αυτό, το σημείο βρασμού του νερού είναι 100 βαθμοί Κελσίου. Αν όμως ανεβείτε σε ένα βουνό, όπου η πίεση είναι κατά μέσο όρο 40 kPa, τότε το νερό εκεί θα βράσει στους 75,88 C. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι θα χρειαστεί να αφιερώσετε σχεδόν τον μισό χρόνο μαγειρέματος στα βουνά. Η θερμική επεξεργασία των τροφίμων απαιτεί μια συγκεκριμένη θερμοκρασία.

Πιστεύεται ότι σε υψόμετρο 500 μέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, το νερό θα βράσει στους 98,3 C και σε υψόμετρο 3000 μέτρων το σημείο βρασμού θα είναι 90 C.

Σημειώστε ότι αυτός ο νόμος ισχύει και προς την αντίθετη κατεύθυνση. Εάν τοποθετήσετε ένα υγρό σε μια κλειστή φιάλη από την οποία δεν μπορεί να περάσει ο ατμός, τότε καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία και σχηματίζεται ατμός, η πίεση σε αυτή τη φιάλη θα αυξηθεί και ο βρασμός σε αυξημένη πίεση θα συμβεί σε υψηλότερη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, σε πίεση 490,3 kPa, το σημείο βρασμού του νερού θα είναι 151 C.

Αποσταγμένο νερό που βράζει

Το απεσταγμένο νερό είναι καθαρό νερό χωρίς ακαθαρσίες. Συχνά χρησιμοποιείται για ιατρικούς ή τεχνικούς σκοπούς. Λαμβάνοντας υπόψη ότι δεν υπάρχουν ακαθαρσίες σε τέτοιο νερό, δεν χρησιμοποιείται για μαγείρεμα. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι το απεσταγμένο νερό βράζει πιο γρήγορα από το συνηθισμένο γλυκό νερό, αλλά το σημείο βρασμού παραμένει το ίδιο - 100 μοίρες. Ωστόσο, η διαφορά στο χρόνο βρασμού θα είναι ελάχιστη - μόνο ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.

Σε μια τσαγιέρα

Οι άνθρωποι συχνά αναρωτιούνται σε ποια θερμοκρασία βράζει το νερό σε ένα βραστήρα, αφού αυτές είναι οι συσκευές που χρησιμοποιούν για να βράζουν υγρά. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι η ατμοσφαιρική πίεση στο διαμέρισμα είναι ίση με την τυπική και το νερό που χρησιμοποιείται δεν περιέχει άλατα και άλλες ακαθαρσίες που δεν πρέπει να υπάρχουν, τότε το σημείο βρασμού θα είναι επίσης τυπικό - 100 μοίρες. Αν όμως το νερό περιέχει αλάτι, τότε το σημείο βρασμού, όπως ήδη γνωρίζουμε, θα είναι υψηλότερο.

Σύναψη

Τώρα ξέρετε σε ποια θερμοκρασία βράζει το νερό και πώς η ατμοσφαιρική πίεση και η σύνθεση του υγρού επηρεάζουν αυτή τη διαδικασία. Δεν υπάρχει τίποτα περίπλοκο σε αυτό και τα παιδιά λαμβάνουν τέτοιες πληροφορίες στο σχολείο. Το κύριο πράγμα είναι να θυμάστε ότι καθώς η πίεση μειώνεται, το σημείο βρασμού του υγρού μειώνεται επίσης και καθώς αυξάνεται, αυξάνεται επίσης.

Στο Διαδίκτυο μπορείτε να βρείτε πολλούς διαφορετικούς πίνακες που υποδεικνύουν την εξάρτηση του σημείου βρασμού ενός υγρού από την ατμοσφαιρική πίεση. Είναι διαθέσιμα σε όλους και χρησιμοποιούνται ενεργά από μαθητές, φοιτητές και ακόμη και καθηγητές σε ινστιτούτα.

Το βραστό νερό απαιτείται για διάφορους σκοπούς και η δυνατότητα βρασμού του νερού είναι απλά απαραίτητη στην καθημερινή (και όχι μόνο) ζωή. Ετοιμάζεις μεσημεριανό; Γνωρίζοντας πώς το αλάτι επηρεάζει το βρασμό του νερού και πώς να μαγειρέψετε τα αυγά ποσέ, θα σας φανεί χρήσιμο. Ανεβαίνετε στην κορυφή ενός βουνού; Πιθανότατα θα σας ενδιαφέρει γιατί το φαγητό διαρκεί τόσο πολύ για να μαγειρευτεί στα βουνά και πώς να κάνετε το νερό από το ποτάμι που συναντάτε ασφαλές για πόσιμο. Αφού διαβάσετε αυτό το άρθρο, θα μάθετε για αυτά και πολλά άλλα ενδιαφέροντα πράγματα.

Βήματα

Νερό που βράζει κατά το μαγείρεμα

Πάρτε μια κατσαρόλα με καπάκι.Το καπάκι θα κρατήσει τη θερμότητα μέσα στο τηγάνι και το νερό θα βράσει πιο γρήγορα. Σε ένα μεγάλο τηγάνι, το νερό βράζει πιο αργά, αλλά το σχήμα του τηγανιού δεν παίζει αισθητό ρόλο.

Ρίξτε κρύο νερό βρύσης στο τηγάνι.Το ζεστό νερό της βρύσης μπορεί να απορροφήσει μόλυβδο από τους σωλήνες νερού, επομένως είναι καλύτερο να μην το χρησιμοποιείτε για πόσιμο ή μαγείρεμα. Γεμίστε λοιπόν μια κατσαρόλα με κρύο νερό. Μην γεμίζετε το τηγάνι μέχρι πάνω για να μην πιτσιλάει νερό όταν βράζει και φροντίστε να αφήσετε χώρο για το φαγητό που πρόκειται να μαγειρέψετε στο τηγάνι.

Προσθέστε αλάτι για γεύση (προαιρετικά).Το αλάτι δεν έχει σχεδόν καμία επίδραση στο σημείο βρασμού, ακόμα κι αν προσθέσετε τόσο πολύ που το νερό να γίνει θαλασσινό! Προσθέστε λίγο αλάτι για να αρωματίσετε το φαγητό σας - για παράδειγμα, τα ζυμαρικά απορροφούν το αλάτι μαζί με το νερό καθώς ψήνονται.

Τοποθετήστε το τηγάνι σε δυνατή φωτιά.Τοποθετήστε μια κατσαρόλα με νερό στο μάτι της κουζίνας και ανάψτε τη φωτιά. Σκεπάζουμε το τηγάνι με ένα καπάκι, το οποίο θα επιταχύνει λίγο τον βρασμό του νερού.

Διακρίνετε τα στάδια βρασμού.Τα περισσότερα πιάτα χρειάζονται ήπια ή έντονα βραστό νερό για να μαγειρευτούν. Μάθετε να αναγνωρίζετε αυτά τα στάδια βρασμού, καθώς και πολλά άλλα σημάδια που σας βοηθούν να κρίνετε τη θερμοκρασία του νερού:

• Ανακίνηση: μικρές φυσαλίδες αερίου σχηματίζονται στον πάτο του τηγανιού, αλλά δεν ανεβαίνουν στην επιφάνεια. Η επιφάνεια του νερού τρέμει ελαφρά. Αυτό συμβαίνει σε θερμοκρασία 60–75ºC (140–170ºF), κατάλληλη για αυγά λαθροθηρίας, φρούτα και ψάρια.
• Βρασμός: πολλά ρεύματα φυσαλίδων αέρα ανεβαίνουν στην επιφάνεια του νερού, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του νερού παραμένει ήρεμο. Η θερμοκρασία του νερού είναι περίπου 75-90ºC (170-195ºF), κάτι που είναι καλό για την παρασκευή μαγειρευτά ή μαγειρευτά.
• Αργός βρασμός: ένας μεγάλος αριθμός μικρών και μεσαίων φυσαλίδων ανεβαίνει στην επιφάνεια του νερού σε όλη την επιφάνεια του τηγανιού. Η θερμοκρασία του νερού είναι 90-100ºC (195-212ºF), η οποία είναι κατάλληλη για τον ατμό λαχανικών ή ζεστής σοκολάτας, ανάλογα με τη διάθεση και την ευεξία σας.
• Πλήρης, δυνατός βρασμός: απελευθερώνεται ατμός, το νερό αναβράζει και οι φυσαλίδες δεν σταματούν με την ανάδευση. Η μέγιστη θερμοκρασία νερού είναι 100ºC (212ºF). Καλό είναι να μαγειρεύουμε ζυμαρικά σε αυτό το νερό.

1. Τοποθετήστε το φαγητό σε νερό.Αν πρόκειται να μαγειρέψετε κάποιο φαγητό, τοποθετήστε το σε νερό. Το κρύο θα μειώσει τη θερμοκρασία του νερού και μπορεί να σταματήσει να βράζει. Αυτό είναι φυσιολογικό: απλά γυρίστε τη φωτιά κάτω από το τηγάνι σε υψηλή ή μέτρια και περιμένετε μέχρι το νερό να επιστρέψει στην επιθυμητή θερμοκρασία.

   Χαμηλώστε τη φωτιά.Η υψηλή θερμοκρασία είναι απαραίτητη για να βράσει το νερό πιο γρήγορα. Όταν το νερό πάρει βράση, χαμηλώνουμε τη φωτιά σε μέτρια (για δυνατή βράση) ή χαμηλή (για χαμηλή βράση). Μόλις το νερό φτάσει στο τελικό στάδιο βρασμού, δεν είναι απαραίτητη η υψηλή θερμοκρασία καθώς θα κάνει το βρασμό πιο βίαιο.

   • Παρακολουθήστε το τηγάνι για λίγα λεπτά, φροντίζοντας το νερό να βράζει όπως θέλετε.
   • Αν μαγειρεύετε σούπα ή άλλο πιάτο που απαιτεί μεγάλο χρόνο μαγειρέματος, ανοίξτε ελαφρά το τηγάνι μετακινώντας ελαφρά το καπάκι προς τη μία πλευρά. Ένα καλά κλεισμένο τηγάνι θα διατηρήσει τη θερμοκρασία ελαφρώς υψηλότερη από αυτή που απαιτείται για το μαγείρεμα αυτών των πιάτων.

   Καθαρισμός πόσιμου νερού

   Βράστε νερό για να σκοτώσετε τα βακτήρια και άλλα παθογόνα που περιέχει.Όταν το νερό βράζει, σχεδόν όλοι οι μικροοργανισμοί πεθαίνουν σε αυτό. Ωστόσο, βράζοντας Δενθα απαλλάξει το νερό από τη χημική μόλυνση.

   • Εάν το νερό είναι θολό, φιλτράρετε για να αφαιρέσετε τυχόν σωματίδια βρωμιάς.

2. Φέρτε το νερό να βράσει.Οι μικροοργανισμοί πεθαίνουν από υψηλή θερμοκρασία και όχι από βρασμό. Ωστόσο, χωρίς θερμόμετρο, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί η θερμοκρασία του νερού μέχρι να βράσει. Περιμένετε να φουσκώσει το νερό και να απελευθερωθεί ατμός. Σε αυτή την περίπτωση, όλοι οι επικίνδυνοι μικροοργανισμοί θα πεθάνουν.

   Βράζουμε το νερό για 1-3 λεπτά (προαιρετικά).Για να είστε σίγουροι, αφήστε το νερό να βράσει για 1 λεπτό (σιγά σιγά μετρήστε μέχρι το 60). Εάν βρίσκεστε σε υψόμετρο μεγαλύτερο από 2.000 μέτρα (6.500 πόδια) πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, βράστε το νερό για 3 λεπτά (μετρήστε αργά έως το 180).

   • Το σημείο βρασμού του νερού μειώνεται με το υψόμετρο. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, θα χρειαστεί περισσότερος χρόνος για να σκοτωθούν μικροοργανισμοί.

3. Ψύξτε το νερό και ρίξτε το σε ένα σφραγιζόμενο δοχείο.Το βρασμένο νερό είναι κατάλληλο για πόσιμο ακόμα και μετά την ψύξη. Διατηρήστε το σε ένα καθαρό, καλυμμένο δοχείο.

   Όταν ταξιδεύετε, να έχετε μαζί σας έναν συμπαγή λέβητα νερού.Εάν έχετε πρόσβαση σε πηγές ηλεκτρικής ενέργειας, εφοδιαστείτε με λέβητα. Διαφορετικά, πάρτε μαζί σας μια σόμπα ή βραστήρα, καθώς και καύσιμο για θέρμανση ή μπαταρίες.

   Εάν δεν υπάρχουν άλλες επιλογές, τοποθετήστε ένα πλαστικό δοχείο με νερό στον ήλιο.Εάν δεν μπορείτε να βράσετε νερό, ρίξτε το σε ένα καθαρό πλαστικό δοχείο. Τοποθετήστε το δοχείο με νερό στο άμεσο ηλιακό φως για τουλάχιστον έξι ώρες. Αυτό θα καταστρέψει τα επιβλαβή βακτήρια, αλλά αυτή η μέθοδος είναι λιγότερο αξιόπιστη από το βράσιμο.

   Νερό που βράζει στο φούρνο μικροκυμάτων

   Ρίξτε νερό σε ένα φλιτζάνι ή μπολ κατάλληλο για φούρνο μικροκυμάτων.Εάν δεν έχετε στη διάθεσή σας σκεύη κατάλληλα για φούρνο μικροκυμάτων, χρησιμοποιήστε ένα γυάλινο ή κεραμικό δοχείο. Δενπου περιέχει μεταλλική βαφή. Για δοκιμή, τοποθετήστε το άδειο δοχείο στο φούρνο μικροκυμάτων με ένα κεραμικό φλιτζάνι νερό δίπλα του. Ανάβουμε το φούρνο για ένα λεπτό. Εάν το δοχείο ζεσταθεί μετά από αυτό, θα γίνει ΔενΚατάλληλο για φούρνο μικροκυμάτων.

   Τοποθετήστε ένα αντικείμενο κατάλληλο για φούρνο μικροκυμάτων στο νερό.Αυτό θα διευκολύνει επίσης το άτμισμα. Χρησιμοποιήστε ξύλινη κουτάλα, ξυλάκι ή ξυλάκι παγωτού. Εάν δεν χρειάζεστε καθαρό νερό χωρίς ακαθαρσίες, μπορείτε να προσθέσετε μια κουταλιά αλάτι ή ζάχαρη σε αυτό.

   • Μην χρησιμοποιείτε πλαστικά δοχεία με λεία εσωτερική επιφάνεια - αυτό θα εμποδίσει το σχηματισμό ατμού.

4. Τοποθετήστε ένα δοχείο με νερό στο φούρνο μικροκυμάτων.Στους περισσότερους φούρνους μικροκυμάτων, οι άκρες του περιστρεφόμενου δίσκου θερμαίνονται πιο γρήγορα από τη μέση.

5. Ζεσταίνουμε το νερό σε μικρά διαστήματα, ανακατεύοντας κατά διαστήματα.Για να είστε ασφαλείς, ελέγξτε το εγχειρίδιο χρήσης του φούρνου μικροκυμάτων σας για τον προτεινόμενο χρόνο θέρμανσης. Εάν δεν έχετε το εγχειρίδιο της σόμπας σας, δοκιμάστε να ζεστάνετε το νερό σε διαστήματα 1 λεπτού. Μετά από κάθε λεπτό, ανακατεύουμε προσεκτικά το νερό και το βγάζουμε από τον φούρνο, ελέγχοντας τη θερμοκρασία του. Αν το δοχείο είναι πολύ ζεστό και το νερό βγάζει ατμό, είναι έτοιμο.

   • Εάν το νερό παραμένει κρύο μετά τη θέρμανση για αρκετά λεπτά, αυξήστε το διάστημα σε ενάμισι έως δύο λεπτά. Ο χρόνος θέρμανσης εξαρτάται από την ισχύ του φούρνου μικροκυμάτων και την ποσότητα νερού.
   • Μην προσπαθήσετε να φτάσετε στο στάδιο του βρασμού στο φούρνο μικροκυμάτων. Αν και το νερό θα ζεσταθεί στην απαιτούμενη θερμοκρασία, η διαδικασία βρασμού θα είναι λιγότερο έντονη.

Πίσω Εμπρός

Προσοχή! Οι προεπισκοπήσεις διαφανειών είναι μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς και ενδέχεται να μην αντιπροσωπεύουν όλα τα χαρακτηριστικά της παρουσίασης. Εάν ενδιαφέρεστε για αυτό το έργο, κατεβάστε την πλήρη έκδοση.

Πρόοδος μαθήματος

1. Στάδια βρασμού του νερού.

Ο βρασμός είναι η μετάβαση ενός υγρού σε ατμό, που συμβαίνει με το σχηματισμό φυσαλίδων ατμού ή κοιλοτήτων ατμού στον όγκο του υγρού. Οι φυσαλίδες μεγαλώνουν λόγω της εξάτμισης του υγρού σε αυτές, επιπλέουν προς τα πάνω και ο κορεσμένος ατμός που περιέχεται στις φυσαλίδες περνά στη φάση ατμού πάνω από το υγρό.

Ο βρασμός αρχίζει όταν, όταν ένα υγρό θερμαίνεται, η πίεση των κορεσμένων ατμών πάνω από την επιφάνειά του γίνεται ίση με την εξωτερική πίεση. Η θερμοκρασία στην οποία βράζει ένα υγρό υπό σταθερή πίεση ονομάζεται σημείο βρασμού (σημείο βρασμού). Για κάθε υγρό, το σημείο βρασμού έχει τη δική του τιμή και δεν αλλάζει σε μια στατική διαδικασία βρασμού.

Αυστηρά μιλώντας, το Tbp αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του κορεσμένου ατμού (θερμοκρασία κορεσμού) πάνω από την επίπεδη επιφάνεια ενός υγρού που βράζει, καθώς το ίδιο το υγρό είναι πάντα κάπως υπερθερμασμένο σε σχέση με το Tbp. Κατά τη διάρκεια του σταθερού βρασμού, η θερμοκρασία του υγρού που βράζει δεν αλλάζει. Με την αύξηση της πίεσης, το σημείο βρασμού αυξάνεται

1.1 Ταξινόμηση διεργασιών βρασμού.

Το βράσιμο ταξινομείται σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια:

φούσκα και ταινία.

Ο βρασμός στον οποίο σχηματίζεται ατμός με τη μορφή περιοδικών πυρηνοποιούμενων και αναπτυσσόμενων φυσαλίδων ονομάζεται βρασμός πυρήνων. Με αργό βρασμό πυρηνικών, φυσαλίδες γεμάτες με ατμό εμφανίζονται στο υγρό (ακριβέστερα, στα τοιχώματα ή στον πυθμένα του δοχείου).

Όταν η ροή θερμότητας αυξάνεται σε μια ορισμένη κρίσιμη τιμή, μεμονωμένες φυσαλίδες συγχωνεύονται, σχηματίζοντας ένα συνεχές στρώμα ατμού στο τοίχωμα του δοχείου, το οποίο περιοδικά σπάει στον όγκο του υγρού. Αυτή η λειτουργία ονομάζεται λειτουργία φιλμ.

Εάν η θερμοκρασία του πυθμένα του δοχείου υπερβαίνει σημαντικά το σημείο βρασμού του υγρού, τότε ο ρυθμός σχηματισμού φυσαλίδων στον πυθμένα γίνεται τόσο υψηλός που ενώνονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα συνεχές στρώμα ατμού μεταξύ του πυθμένα του δοχείου και του υγρού. εαυτό. Σε αυτή τη λειτουργία βρασμού μεμβράνης, η ροή θερμότητας από τη θερμάστρα προς το υγρό πέφτει απότομα (η μεμβράνη ατμού μεταφέρει τη θερμότητα λιγότερο καλά από τη μεταφορά στο υγρό) και ως αποτέλεσμα, ο ρυθμός βρασμού μειώνεται. Το καθεστώς βρασμού μεμβράνης μπορεί να παρατηρηθεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας σταγόνας νερού σε μια ζεστή σόμπα.

από τον τύπο της μεταφοράς στην επιφάνεια ανταλλαγής θερμότητας; με ελεύθερη και εξαναγκασμένη συναγωγή.

Όταν θερμαίνεται, το νερό συμπεριφέρεται ακίνητα και η θερμότητα μεταφέρεται από τα κατώτερα στρώματα στα ανώτερα μέσω θερμικής αγωγιμότητας. Καθώς θερμαίνεται, ωστόσο, η φύση της μεταφοράς θερμότητας αλλάζει, καθώς ξεκινά μια διαδικασία που ονομάζεται συναγωγή. Όταν θερμαίνεται κοντά στον πυθμένα, το νερό διαστέλλεται. Αντίστοιχα, το ειδικό βάρος του σχεδόν βυθού θερμαινόμενου νερού αποδεικνύεται ελαφρύτερο από το βάρος ενός ίσου όγκου νερού στα επιφανειακά στρώματα. Αυτό κάνει ολόκληρο το σύστημα νερού μέσα στο τηγάνι να γίνει ασταθές, κάτι που αντισταθμίζεται από το γεγονός ότι το ζεστό νερό αρχίζει να επιπλέει στην επιφάνεια και στη θέση του βυθίζεται πιο κρύο νερό. Αυτή είναι η ελεύθερη μεταφορά. Με την εξαναγκασμένη συναγωγή δημιουργείται εναλλαγή θερμότητας με την ανάμειξη του υγρού και η κίνηση στο νερό δημιουργείται πίσω από τεχνητό ψυκτικό-μίκτη, αντλία, ανεμιστήρα κ.λπ.

σε σχέση με τη θερμοκρασία κορεσμού; χωρίς υποθέρμανση και βρασμό με υποθέρμανση. Όταν βράζει με υποθέρμανση, οι φυσαλίδες αέρα αναπτύσσονται στη βάση του δοχείου, σπάνε και καταρρέουν. Εάν δεν υπάρχει υποθέρμανση, τότε οι φυσαλίδες σπάνε, μεγαλώνουν και επιπλέουν στην επιφάνεια του υγρού.

από τον προσανατολισμό της επιφάνειας βρασμού στο χώρο; σε οριζόντιες κεκλιμένες και κάθετες επιφάνειες.

Ορισμένα στρώματα υγρού ακριβώς δίπλα στην θερμότερη επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας θερμαίνονται υψηλότερα και ανεβαίνουν ως ελαφρύτερα στρώματα τοιχώματος κατά μήκος της κατακόρυφης επιφάνειας. Έτσι, συμβαίνει μια συνεχής κίνηση του μέσου κατά μήκος της θερμής επιφάνειας, η ταχύτητα της οποίας καθορίζει την ένταση της ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ της επιφάνειας και του όγκου του πρακτικά ακίνητου μέσου

από τη φύση του βρασμού; ανεπτυγμένο και μη ανεπτυγμένο, ασταθές βρασμό.

Καθώς η πυκνότητα της ροής θερμότητας αυξάνεται, ο συντελεστής εξάτμισης αυξάνεται. Το βράσιμο μετατρέπεται σε ανεπτυγμένο αφρώδη βρασμό. Η αύξηση της συχνότητας διαχωρισμού οδηγεί στο να φτάνουν οι φυσαλίδες μεταξύ τους και να συγχωνεύονται. Με την αύξηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας θέρμανσης, ο αριθμός των κέντρων εξάτμισης αυξάνεται απότομα και ένας αυξανόμενος αριθμός αποσπασμένων φυσαλίδων επιπλέουν στο υγρό, προκαλώντας την έντονη ανάμειξή του. Αυτό το βράσιμο είναι ανεπτυγμένου χαρακτήρα.

1.2 Διαίρεση της διαδικασίας βρασμού σε στάδια.

Το βραστό νερό είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που αποτελείται από τέσσερα σαφώς διακριτά στάδια.

Το δεύτερο στάδιο χαρακτηρίζεται από αύξηση του όγκου των φυσαλίδων. Στη συνέχεια σταδιακά ο αριθμός των φυσαλίδων που εμφανίζονται στο νερό και σκάνε στην επιφάνεια αυξάνεται όλο και περισσότερο. Στο πρώτο στάδιο του βρασμού ακούμε έναν λεπτό, μόλις ακούγεται σόλο ήχο.

Το τρίτο στάδιο του βρασμού χαρακτηρίζεται από μια μαζική ταχεία άνοδο των φυσαλίδων, οι οποίες πρώτα προκαλούν ελαφρά θολότητα και στη συνέχεια ακόμη και «λεύκανση» του νερού, που θυμίζει νερό πηγής που ρέει γρήγορα. Αυτό είναι το λεγόμενο βράσιμο «λευκού κλειδιού». Είναι εξαιρετικά βραχύβια. Ο ήχος γίνεται σαν τον θόρυβο ενός μικρού σμήνους μελισσών.

Το τέταρτο είναι οι έντονες φυσαλίδες του νερού, η εμφάνιση μεγάλων φυσαλίδων που σκάνε στην επιφάνεια και μετά το πιτσίλισμα. Οι πιτσιλιές θα σημαίνουν ότι το νερό έχει βράσει πολύ. Οι ήχοι εντείνονται απότομα, αλλά η ομοιομορφία τους διαταράσσεται, μοιάζουν να προσπαθούν να προλάβουν ο ένας τον άλλο, μεγαλώνοντας χαοτικά.

2.Από την κινεζική τελετή τσαγιού.

Στην Ανατολή, υπάρχει μια ιδιαίτερη στάση απέναντι στην κατανάλωση τσαγιού. Στην Κίνα και την Ιαπωνία, η τελετή του τσαγιού ήταν μέρος των συναντήσεων μεταξύ φιλοσόφων και καλλιτεχνών. Κατά το παραδοσιακό ανατολίτικο πάρτι τσαγιού έγιναν σοφές ομιλίες και εξετάστηκαν έργα τέχνης. Η τελετή του τσαγιού ήταν ειδικά σχεδιασμένη για κάθε συνάντηση και επιλέχθηκαν μπουκέτα με λουλούδια. Για την παρασκευή τσαγιού χρησιμοποιήθηκαν ειδικά σκεύη. Υπήρχε μια ιδιαίτερη στάση απέναντι στο νερό που έπαιρνε για την παρασκευή τσαγιού. Είναι σημαντικό να βράζετε σωστά το νερό, δίνοντας προσοχή στους «κύκλους της φωτιάς» που γίνονται αντιληπτοί και αναπαράγονται στο βραστό νερό. Το νερό δεν πρέπει να βράζει βίαια, καθώς ως αποτέλεσμα χάνεται η ενέργεια του νερού, η οποία, σε συνδυασμό με την ενέργεια του φύλλου τσαγιού, παράγει την επιθυμητή κατάσταση τσαγιού μέσα μας.

Υπάρχουν τέσσερα στάδια στην εμφάνιση του βραστού νερού, τα οποία ονομάζονται αντίστοιχα «μάτι ψαριού»”, «μάτι καβούρι», “σκέλη από μαργαριτάρια”Και “ελατήριο με φυσαλίδες”. Αυτά τα τέσσερα στάδια αντιστοιχούν σε τέσσερα χαρακτηριστικά του ήχου του βραστό νερό: ήσυχος θόρυβος, μέτριος θόρυβος, θόρυβος και δυνατός θόρυβος, στα οποία επίσης μερικές φορές δίνονται διαφορετικά ποιητικά ονόματα σε διαφορετικές πηγές.

Επιπλέον, παρακολουθούνται τα στάδια σχηματισμού ατμού. Για παράδειγμα, ελαφριά ομίχλη, ομίχλη, πυκνή ομίχλη. Η ομίχλη και η πυκνή ομίχλη δείχνουν ότι το βραστό νερό είναι υπερώριμο και δεν είναι πλέον κατάλληλο για την παρασκευή τσαγιού. Πιστεύεται ότι η ενέργεια της φωτιάς σε αυτό είναι ήδη τόσο ισχυρή που έχει καταστείλει την ενέργεια του νερού, και ως αποτέλεσμα, το νερό δεν θα μπορεί να έρθει σωστά σε επαφή με το φύλλο τσαγιού και να δώσει την κατάλληλη ποιότητα ενέργειας στο άτομο που πίνει το τσάι.

Ως αποτέλεσμα της σωστής παρασκευής, παίρνουμε νόστιμο τσάι, το οποίο μπορεί να παρασκευαστεί πολλές φορές με νερό που δεν έχει θερμανθεί στους 100 βαθμούς, απολαμβάνοντας τις λεπτές αποχρώσεις της επίγευσης από κάθε νέα παρασκευή.

Οι λέσχες τσαγιού έχουν αρχίσει να εμφανίζονται στη Ρωσία, ενσταλάζοντας την κουλτούρα κατανάλωσης τσαγιού της Ανατολής. Στην τελετή του τσαγιού που ονομάζεται Lu Yu, ή βραστό νερό πάνω από μια ανοιχτή φωτιά, μπορούν να παρατηρηθούν όλα τα στάδια του βρασμού του νερού. Τέτοια πειράματα με τη διαδικασία του βρασμού νερού μπορούν να πραγματοποιηθούν στο σπίτι. Προτείνω μερικά πειράματα:

– αλλαγές θερμοκρασίας στον πυθμένα του δοχείου και στην επιφάνεια του υγρού.
αλλαγή στην εξάρτηση από τη θερμοκρασία των σταδίων του βρασμού νερού.
- αλλαγή στον όγκο του βραστό νερό με την πάροδο του χρόνου.
- κατανομή της εξάρτησης της θερμοκρασίας από την απόσταση από την επιφάνεια του υγρού.

3. Πειράματα για την παρατήρηση της διαδικασίας βρασμού.

3.1. Μελέτη της εξάρτησης από τη θερμοκρασία των σταδίων του βρασμού του νερού.

Οι μετρήσεις θερμοκρασίας πραγματοποιήθηκαν και στα τέσσερα στάδια του βρασμού υγρού. Προέκυψαν τα ακόλουθα αποτελέσματα:

– πρώταΤο στάδιο βρασμού του νερού (FISH EYE) διήρκεσε από το 1ο έως το 4ο λεπτό. Φυσαλίδες στο κάτω μέρος εμφανίστηκαν σε θερμοκρασία 55 βαθμών (φωτογραφία 1).

Φωτογραφία 1.

– δεύτεροςΤο στάδιο βρασμού του νερού (CRAB EYE) διήρκεσε από το 5ο έως το 7ο λεπτό σε θερμοκρασία περίπου 77 βαθμών. Μικρές φυσαλίδες στο κάτω μέρος αυξήθηκαν σε όγκο, μοιάζοντας με τα μάτια ενός καβουριού. (φωτογραφία 2).

Φωτογραφία 2.

– τρίτοςτο στάδιο του βρασμού του νερού (ΝΗΜΑΤΑ ΜΑΡΓΑΡΙΤΑΡΙ) κράτησε από το 8ο έως το 10ο λεπτό. Πολλές μικρές φυσαλίδες σχημάτισαν ΜΑΡΓΑΡΙΤΑΡΙ ΝΗΜΑΤΑ που ανέβαιναν στην επιφάνεια του νερού χωρίς να το φτάσουν. Η διαδικασία ξεκίνησε σε θερμοκρασία 83 βαθμών (φωτογραφία 3).

Φωτογραφία 3.

– τέταρτοςτο στάδιο του βρασμού του νερού (BURGHING SOURCE) διήρκεσε από το 10ο έως το 12ο λεπτό. Οι φυσαλίδες μεγάλωσαν, ανέβηκαν στην επιφάνεια του νερού και έσκασαν, δημιουργώντας ένα βραστό νερό. Η διαδικασία έγινε σε θερμοκρασία 98 βαθμών (φωτογραφία 4). Φωτογραφία 4.

Φωτογραφία 4.

3.2. Μελέτη μεταβολών του όγκου του βραστού νερού με την πάροδο του χρόνου.

Με την πάροδο του χρόνου, ο όγκος του νερού που βράζει αλλάζει. Ο αρχικός όγκος νερού στο τηγάνι ήταν 1 λίτρο. Μετά από 32 λεπτά ο όγκος μειώθηκε στο μισό. Αυτό φαίνεται καθαρά στη φωτογραφία 5, σημειωμένη με κόκκινες κουκκίδες.

Φωτογραφία 5.

Φωτογραφία 6.

Στα επόμενα 13 λεπτά βραστό νερό, ο όγκος του μειώθηκε κατά ένα τρίτο, αυτή η γραμμή σημειώνεται επίσης με κόκκινες κουκκίδες (φωτογραφία 6).

Με βάση τα αποτελέσματα των μετρήσεων, προέκυψε η εξάρτηση της μεταβολής του όγκου του βραστού νερού με την πάροδο του χρόνου.

Εικ.1. Γράφημα μεταβολών του όγκου του βραστού νερού με την πάροδο του χρόνου

Συμπέρασμα: Η μεταβολή του όγκου είναι αντιστρόφως ανάλογη με το χρόνο βρασμού του υγρού (Εικ. 1) έως ότου δεν έχει μείνει τίποτα από τον αρχικό όγκο1 / Μέρος 25 Στο τελευταίο στάδιο, η μείωση της έντασης του ήχου επιβραδύνθηκε. Το καθεστώς βρασμού ταινίας παίζει ρόλο εδώ. Εάν η θερμοκρασία του πυθμένα του δοχείου υπερβαίνει σημαντικά το σημείο βρασμού του υγρού, τότε ο ρυθμός σχηματισμού φυσαλίδων στον πυθμένα γίνεται τόσο υψηλός που ενώνονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα συνεχές στρώμα ατμού μεταξύ του πυθμένα του δοχείου και του υγρού. εαυτό. Σε αυτή τη λειτουργία, ο ρυθμός βρασμού του υγρού μειώνεται.

3.3. Μελέτη της κατανομής της εξάρτησης της θερμοκρασίας από την απόσταση από την επιφάνεια του υγρού.

Καθορίζεται μια ορισμένη κατανομή θερμοκρασίας σε ένα υγρό που βράζει (Εικόνα 2 κοντά στην επιφάνεια θέρμανσης, το υγρό υπερθερμαίνεται αισθητά). Η ποσότητα της υπερθέρμανσης εξαρτάται από μια σειρά από φυσικές και χημικές ιδιότητες του ίδιου του υγρού, καθώς και από τις οριακές στερεές επιφάνειες. Τα καλά καθαρισμένα υγρά, χωρίς διαλυμένα αέρια (αέρας), μπορούν, εάν ληφθούν ειδικές προφυλάξεις, να υπερθερμανθούν κατά δεκάδες βαθμούς.

Ρύζι. 2. Γράφημα της εξάρτησης της μεταβολής της θερμοκρασίας του νερού στην επιφάνεια από την απόσταση από την επιφάνεια θέρμανσης.

Με βάση τα αποτελέσματα των μετρήσεων, μπορείτε να λάβετε ένα γράφημα της αλλαγής της θερμοκρασίας του νερού σε σχέση με την απόσταση από την επιφάνεια θέρμανσης.

Συμπέρασμα: καθώς αυξάνεται το βάθος του υγρού, η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη και σε μικρές αποστάσεις από την επιφάνεια έως 1 cm, η θερμοκρασία μειώνεται απότομα και στη συνέχεια παραμένει σχεδόν αμετάβλητη.

3.4 Μελέτη των μεταβολών της θερμοκρασίας στον πυθμένα του δοχείου και στην επιφάνεια του υγρού.

Έγιναν 12 μετρήσεις. Το νερό θερμάνθηκε από θερμοκρασία 7 βαθμών μέχρι να βράσει. Οι μετρήσεις θερμοκρασίας γίνονταν κάθε λεπτό. Με βάση τα αποτελέσματα των μετρήσεων, λήφθηκαν δύο γραφήματα μεταβολών θερμοκρασίας στην επιφάνεια του νερού και στον πυθμένα.

Εικ. 3. Πίνακας και γράφημα με βάση τα αποτελέσματα της παρατήρησης. (Φωτογραφία του συγγραφέα)

Συμπεράσματα: η αλλαγή της θερμοκρασίας του νερού στον πυθμένα του δοχείου και στην επιφάνεια είναι διαφορετική. Στην επιφάνεια, η θερμοκρασία αλλάζει αυστηρά γραμμικά και φτάνει στο σημείο βρασμού τρία λεπτά αργότερα από ό,τι στον πυθμένα. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι στην επιφάνεια το υγρό έρχεται σε επαφή με τον αέρα και αφήνει μέρος της ενέργειάς του, επομένως δεν θερμαίνεται τόσο πολύ όσο στον πάτο του τηγανιού.

Συμπεράσματα με βάση τα αποτελέσματα της εργασίας.

Διαπιστώθηκε ότι το νερό, όταν θερμαίνεται στο σημείο βρασμού, περνά από τρία στάδια, ανάλογα με την ανταλλαγή θερμότητας στο εσωτερικό του υγρού με το σχηματισμό και την ανάπτυξη φυσαλίδων ατμού μέσα στο υγρό. Κατά την παρατήρηση της συμπεριφοράς του νερού, σημειώθηκαν τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα κάθε σταδίου.

Η αλλαγή της θερμοκρασίας του νερού στον πυθμένα του δοχείου και στην επιφάνεια είναι διαφορετική. Στην επιφάνεια, η θερμοκρασία αλλάζει αυστηρά σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο και φτάνει στο σημείο βρασμού τρία λεπτά αργότερα από ό,τι στον πυθμένα. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι στην επιφάνεια το υγρό έρχεται σε επαφή με τον αέρα και δίνει μέρος της ενέργειάς του .

Προσδιορίστηκε επίσης πειραματικά ότι με την αύξηση του βάθους του υγρού η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη και σε μικρές αποστάσεις από την επιφάνεια έως 1 cm η θερμοκρασία μειώνεται απότομα και στη συνέχεια παραμένει σχεδόν αμετάβλητη.

Η διαδικασία βρασμού συμβαίνει με την απορρόφηση της θερμότητας. Όταν ένα υγρό θερμαίνεται, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας πηγαίνει στο σπάσιμο των δεσμών μεταξύ των μορίων του νερού. Σε αυτή την περίπτωση, αέριο διαλυμένο στο νερό απελευθερώνεται στον πυθμένα και στα τοιχώματα του δοχείου, σχηματίζοντας φυσαλίδες αέρα. Έχοντας φτάσει σε ένα συγκεκριμένο μέγεθος, η φούσκα ανεβαίνει στην επιφάνεια και καταρρέει με έναν χαρακτηριστικό ήχο. Εάν υπάρχουν πολλές τέτοιες φυσαλίδες, τότε το νερό «σφυρίζει». Μια φυσαλίδα αέρα ανεβαίνει στην επιφάνεια του νερού και σκάει εάν η άνωση είναι μεγαλύτερη από τη βαρύτητα. Το βράσιμο είναι μια συνεχής διαδικασία όταν βράζει, η θερμοκρασία του νερού είναι 100 βαθμούς και δεν αλλάζει καθώς το νερό βράζει.

Λογοτεχνία

1. V.P. Isachenko, V.A. Osipova, A.S. Sukomel “Heat Transfer” M.: Energy 1969
2. Frenkel Ya.I. Κινητική θεωρία υγρών. Λ., 1975
3. Croxton K. A. Φυσική της υγρής κατάστασης. Μ., 1987
4. ΜΜ. Kurennova "Βιβλίο ρωσικής λαϊκής θεραπείας".
5. Μπουζντίν Α., Σορόκιν Β., Βρασμός υγρών. Περιοδικό "Kvant",,1987

Ν6Διαδικασία βρασμού νερού
αποτελείται από τρία στάδια:

- η αρχή του πρώτου σταδίου - μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα που πηδούν από τον πυθμένα του βραστήρα ή οποιοδήποτε άλλο δοχείο στο οποίο βράζει το νερό και εμφανίζονται νέοι σχηματισμοί φυσαλίδων στην επιφάνεια του νερού. Σταδιακά ο αριθμός τέτοιων φυσαλίδων αυξάνεται. - στο δεύτεροστάδιο βραστό νερό υπάρχει μια τεράστια ταχεία άνοδος των φυσαλίδων προς τα πάνω, προκαλώντας στην αρχή μια ελαφριά θολότητα του νερού, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε «λεύκανση», στην οποία το νερό μοιάζει με ρεύμα πηγής. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται βρασμόςλευκό κλειδί

και εξαιρετικά βραχύβια.

– το τρίτο στάδιο συνοδεύεται από έντονες διεργασίες βρασμού νερού, εμφάνιση μεγάλων φυσαλίδων που σκάνε και πιτσιλιές στην επιφάνεια. Μια μεγάλη ποσότητα πιτσιλιών σημαίνει ότι το νερό έχει βράσει πολύ.

Οι απλοί παρατηρητές έχουν από καιρό παρατηρήσει το γεγονός ότι και τα τρία στάδια του βρασμού του νερού συνοδεύονται από διάφορους ήχους. Το νερό στο πρώτο στάδιο κάνει έναν μόλις ακουστό λεπτό ήχο. Στο δεύτερο στάδιο, ο ήχος μετατρέπεται σε θόρυβο, που θυμίζει το βουητό ενός σμήνους μελισσών. Στο τρίτο στάδιο, οι ήχοι από το βραστό νερό χάνουν την ομοιομορφία τους και γίνονται απότομοι και δυνατοί, μεγαλώνοντας χαοτικά.

Ολοι - στο δεύτεροεπαληθεύονται εύκολα από την εμπειρία. Έχοντας αρχίσει να ζεσταίνουμε νερό σε ανοιχτό γυάλινο δοχείο και μετρώντας περιοδικά τη θερμοκρασία, μετά από σύντομο χρονικό διάστημα θα αρχίσουμε να παρατηρούμε φυσαλίδες που καλύπτουν τον πάτο και τα τοιχώματα του δοχείου.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στη φούσκα που εμφανίζεται κοντά στο κάτω μέρος. Αυξάνοντας σταδιακά τον όγκο της, η φυσαλίδα αυξάνει επίσης την περιοχή επαφής με το θερμαινόμενο νερό, το οποίο δεν έχει φτάσει ακόμη σε υψηλή θερμοκρασία. Ως αποτέλεσμα αυτού, ο ατμός και ο αέρας μέσα στη φυσαλίδα ψύχονται, με αποτέλεσμα να μειώνεται η πίεσή τους και η βαρύτητα του νερού να σκάσει τη φυσαλίδα. Είναι αυτή τη στιγμή που το νερό κάνει έναν ήχο που είναι χαρακτηριστικός του βρασμού, ο οποίος συμβαίνει λόγω των συγκρούσεων του νερού με τον πυθμένα του δοχείου σε εκείνα τα μέρη όπου σκάνε οι φυσαλίδες.

Καθώς η θερμοκρασία στα κατώτερα στρώματα του νερού πλησιάζει τους 100 βαθμούς Κελσίου, η πίεση εντός των φυσαλίδων εξισώνεται με την πίεση του νερού σε αυτά, με αποτέλεσμα οι φυσαλίδες να διαστέλλονται σταδιακά. Η αύξηση του όγκου των φυσαλίδων οδηγεί επίσης σε αύξηση της δράσης της άνωσης πάνω τους, υπό την επίδραση της οποίας οι πιο ογκώδεις φυσαλίδες αποσπώνται από τα τοιχώματα του δοχείου και ανεβαίνουν γρήγορα προς τα πάνω. Εάν το ανώτερο στρώμα του νερού δεν έχει φτάσει ακόμη τους 100 βαθμούς, τότε η φυσαλίδα, πέφτοντας σε πιο κρύο νερό, χάνει μέρος των υδρατμών που συμπυκνώνονται και πηγαίνει στο νερό. Σε αυτή την περίπτωση, οι φυσαλίδες μειώνονται και πάλι σε μέγεθος και πέφτουν κάτω υπό την επίδραση της βαρύτητας. Κοντά στον πυθμένα, αποκτούν ξανά όγκο και ανεβαίνουν προς τα πάνω, και αυτές οι αλλαγές στο μέγεθος των φυσαλίδων είναι που δημιουργούν τον χαρακτηριστικό θόρυβο του βρασμένου νερού.

Μέχρι τη στιγμή που ολόκληρος ο όγκος του νερού φτάσει τους 100 βαθμούς, οι φυσαλίδες που ανεβαίνουν δεν μειώνονται πλέον σε μέγεθος, αλλά σκάνε στην ίδια την επιφάνεια του νερού. Σε αυτή την περίπτωση, ο ατμός απελευθερώνεται προς τα έξω, συνοδευόμενος από έναν χαρακτηριστικό ήχο γουργουρίσματος - αυτό σημαίνει ότι το νερό βράζει. Η θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό φθάνει σε βρασμό εξαρτάται από την πίεση που βιώνει η ελεύθερη επιφάνειά του. Όσο υψηλότερη είναι αυτή η πίεση, τόσο υψηλότερη είναι η απαιτούμενη θερμοκρασία και αντίστροφα.

Αυτό το νερό βράζει 100 βαθμοί Κελσίουείναι ένα γνωστό γεγονός. Αξίζει όμως να ληφθεί υπόψη ότι αυτή η θερμοκρασία ισχύει μόνο υπό κανονική ατμοσφαιρική πίεση (περίπου 101 kilopascals). Καθώς η πίεση αυξάνεται, αυξάνεται και η θερμοκρασία στην οποία το υγρό φθάνει σε βρασμό. Για παράδειγμα, στις χύτρες ταχύτητας, το φαγητό μαγειρεύεται υπό πίεση που πλησιάζει τα 200 κιλοπασκάλ, στην οποία το σημείο βρασμού του νερού είναι 120 βαθμούς. Σε νερό σε αυτή τη θερμοκρασία, το μαγείρεμα προχωρά πολύ πιο γρήγορα από ότι σε κανονική θερμοκρασία βρασμού - εξ ου και το όνομα του τηγανιού.

Κατά συνέπεια, μια μείωση της πίεσης μειώνει επίσης το σημείο βρασμού του νερού. Για παράδειγμα, οι κάτοικοι των ορεινών περιοχών, που ζουν σε υψόμετρο 3 χιλιομέτρων, επιτυγχάνουν βραστό νερό γρηγορότερα από τους κατοίκους των πεδιάδων - όλα τα στάδια βρασμού νερού συμβαίνουν πιο γρήγορα, καθώς αυτό απαιτεί μόνο 90 ​​μοίρες σε πίεση 70 kilopascals. Όμως οι κάτοικοι του βουνού δεν μπορούν να βράσουν, για παράδειγμα, ένα αυγό κοτόπουλου, αφού η ελάχιστη θερμοκρασία στην οποία πήζει το λευκό είναι ακριβώς 100 βαθμοί Κελσίου.

Για να μαγειρέψουν πιο γρήγορα το φαγητό, οι περισσότερες νοικοκυρές προσθέτουν αλάτι στο τηγάνι πριν αρχίσει να βράζει το νερό. Κατά τη γνώμη τους, αυτό θα επιταχύνει τη διαδικασία μαγειρέματος. Άλλοι, αντίθετα, υποστηρίζουν ότι το νερό της βρύσης βράζει πολύ πιο γρήγορα. Για να απαντήσετε σε αυτή την ερώτηση, πρέπει να στραφείτε στους φυσικούς και χημικούς νόμους. Γιατί το αλμυρό νερό βράζει πιο γρήγορα από το κανονικό νερό και είναι αλήθεια αυτό; Ας μάθουμε! Λεπτομέρειες στο παρακάτω άρθρο.

Γιατί το αλμυρό νερό βράζει πιο γρήγορα: φυσικοί νόμοι του βρασμού

Για να κατανοήσετε ποιες διεργασίες αρχίζουν να συμβαίνουν όταν θερμαίνεται ένα υγρό, πρέπει να ξέρετε τι εννοούν οι επιστήμονες με τον όρο τεχνολογία διαδικασίας βρασμού.

Οποιοδήποτε νερό, κανονικό ή αλμυρό, αρχίζει να βράζει με τον ίδιο ακριβώς τρόπο. Αυτή η διαδικασία περνά από διάφορα στάδια:

• μικρές φυσαλίδες αρχίζουν να σχηματίζονται στην επιφάνεια.
• αύξηση του μεγέθους των φυσαλίδων.
• η καθίζησή τους στον πάτο.
• το υγρό γίνεται θολό.
• διαδικασία βρασμού.

Γιατί το αλμυρό νερό βράζει πιο γρήγορα;

Οι υποστηρικτές του αλατισμένου νερού λένε ότι όταν θερμαίνεται, ενεργοποιείται η θεωρία της μεταφοράς θερμότητας. Ωστόσο, η θερμότητα που απελευθερώνεται μετά την καταστροφή του μοριακού πλέγματος δεν έχει μεγάλη επίδραση. Η τεχνολογική διαδικασία της ενυδάτωσης είναι πολύ πιο σημαντική. Αυτή τη στιγμή σχηματίζονται ισχυροί μοριακοί δεσμοί. Γιατί λοιπόν το αλμυρό νερό βράζει πιο γρήγορα;

Όταν γίνονται πολύ δυνατά, είναι πολύ πιο δύσκολο για τις φυσαλίδες αέρα να κινηθούν. Χρειάζεται πολύς χρόνος για να μετακινηθείτε πάνω ή κάτω. Με άλλα λόγια, εάν υπάρχει αλάτι στο νερό, η διαδικασία κυκλοφορίας του αέρα επιβραδύνεται. Ως αποτέλεσμα, το αλμυρό νερό βράζει λίγο πιο αργά. Οι φυσαλίδες αέρα εμποδίζονται να κινηθούν από μοριακούς δεσμούς. Γι' αυτό δεν βράζει πιο γρήγορα από το ανάλατο.

Ή μήπως μπορείτε να κάνετε χωρίς αλάτι;

Η συζήτηση για το πόσο γρήγορα βράζει το αλμυρό νερό ή το νερό της βρύσης μπορεί να συνεχιστεί για πάντα. Αν κοιτάξετε την πρακτική εφαρμογή, δεν θα υπάρχει μεγάλη διαφορά. Αυτό εξηγείται εύκολα από τους νόμους της φυσικής. Το νερό αρχίζει να βράζει όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 100 βαθμούς. Αυτή η τιμή μπορεί να αλλάξει εάν αλλάξουν οι παράμετροι πυκνότητας αέρα. Για παράδειγμα, το νερό ψηλά στα βουνά αρχίζει να βράζει σε θερμοκρασίες κάτω από 100 βαθμούς. Σε οικιακές συνθήκες, ο πιο σημαντικός δείκτης είναι η ισχύς του καυστήρα αερίου, καθώς και η θερμοκρασία θέρμανσης της ηλεκτρικής κουζίνας. Η ταχύτητα θέρμανσης του υγρού, καθώς και ο χρόνος που απαιτείται για το βρασμό, εξαρτάται από αυτές τις παραμέτρους.

Σε μια φωτιά, το νερό αρχίζει να βράζει μετά από λίγα λεπτά, καθώς η καύση των ξύλων παράγει πολύ περισσότερη θερμότητα από μια σόμπα αερίου και η θερμαινόμενη επιφάνεια είναι πολύ μεγαλύτερη. Από αυτό μπορούμε να βγάλουμε ένα απλό συμπέρασμα: για να επιτύχετε γρήγορο βρασμό, πρέπει να ενεργοποιήσετε τον καυστήρα αερίου στη μέγιστη ισχύ και να μην προσθέσετε αλάτι.

Οποιοδήποτε νερό αρχίζει να βράζει στην ίδια θερμοκρασία (100 βαθμούς). Αλλά η ταχύτητα βρασμού μπορεί να διαφέρει. Το αλμυρό νερό θα αρχίσει να βράζει αργότερα λόγω των φυσαλίδων αέρα, οι οποίες είναι πολύ πιο δύσκολο να σπάσουν τους μοριακούς δεσμούς. Πρέπει να πούμε ότι το αποσταγμένο νερό βράζει πιο γρήγορα από το κανονικό νερό της βρύσης. Το γεγονός είναι ότι στο καθαρισμένο, απεσταγμένο νερό δεν υπάρχουν ισχυροί μοριακοί δεσμοί, δεν υπάρχουν ξένες ακαθαρσίες, επομένως αρχίζει να θερμαίνεται πολύ πιο γρήγορα.

Σύναψη

Ο χρόνος βρασμού για κανονικό ή αλμυρό νερό διαφέρει σε λίγα δευτερόλεπτα. Δεν έχει καμία επίδραση στην ταχύτητα μαγειρέματος. Επομένως, δεν πρέπει να προσπαθήσετε να εξοικονομήσετε χρόνο στο βράσιμο, είναι καλύτερο να αρχίσετε να τηρείτε αυστηρά τους νόμους του μαγειρέματος. Για να γίνει το πιάτο νόστιμο, πρέπει να αλατιστεί κάποια στιγμή. Αυτός είναι ο λόγος που το αλμυρό νερό δεν βράζει πάντα πιο γρήγορα!