Какая вода быстрее закипает: температура бурления пресной и соленой жидкости

Что собой представляет процесс кипения

Варка — довольно сложный процесс, состоящий из четырех этапов:

• Первая стадия характеризуется появлением мелких пузырьков воздуха, которые появляются как на поверхности жидкости, так и сбоку. Их наличие является результатом расширения пузырьков воздуха, находящихся в микроскопических трещинах емкости.
• На втором этапе вы можете увидеть, что пузырьки увеличиваются в объеме и все больше и больше находятся наверху. Это явление объясняется повышением температуры, при котором увеличивается давление на пузырьки. Благодаря силе Архимеда они оказываются на поверхности. Если она не успела нагреться до точки кипения (100 ° C), пузырьки возвращаются на дно, где вода теплее. Шум кипения создается за счет увеличения и уменьшения размера пузырьков.
• На третьем этапе наблюдается масса пузырьков, которые, поднимаясь на поверхность, вызывают кратковременное помутнение воды.
• Четвертая стадия характеризуется интенсивным выделением пузырьков и появлением крупных пузырьков, которые при лопании образуют брызги. Последние говорят, что вода вышла за край. При этом образуется водяной пар, и вода издает звуки, характерные для кипения.

Кипение пресной воды

Кипяток — это вода, доведенная до кипения. Во время этого процесса происходит обильное парообразование, которое сопровождается выделением свободных молекул кислорода из состава кипящей жидкости. Из-за длительного воздействия высоких температур болезнетворные микробы и бактерии погибают в кипящей воде. Поэтому, если качество водопроводной воды плохое, не рекомендуется использовать ее в сыром виде.

Мягкая, но жесткая вода содержит соль. Во время кипячения они образуют на стенках котла налет, который часто называют засорением. Кипяток обычно используется для приготовления горячих напитков или для дезинфекции фруктов или овощей.

Когда закипает солёная вода

Эксперименты показывают, что точка кипения соленой воды выше, чем точка кипения пресной воды. Следовательно, можно сделать вывод, что пресная вода закипает быстрее. Соленая вода содержит ионы хлора и натрия, которые находятся между молекулами воды. Между ними происходит процесс гидратации: присоединение молекул воды к ионам соли.

Следует отметить, что гидратная связь намного прочнее водной межмолекулярной связи. Поэтому при кипячении пресной воды процесс испарения начинается быстрее. Жидкости с растворенными в ней солями требуется немного больше энергии для кипения, что в данном случае является температурой.

По мере подъема молекулы в соленой воде движутся намного быстрее, но их количество уменьшается, а значит, они реже сталкиваются. Этим можно объяснить меньшее количество пара — ведь его давление ниже, чем у пресной воды. Для достижения давления в соленой воде выше атмосферного и начала закипания требуется более высокая температура.

А электрический чайник замерил?

Ну и электрочайник конечно померил. Его мощность, кстати, составляет 2200 Вт или 2,2 кВт.

Чайник закипит за 3 минуты 30 секунд
Он выключается еще через 18 секунд

Оказывается, в чайнике вода закипает в 2,8 раза быстрее, чем в кастрюле с крышкой. И в 3,3 раза быстрее кастрюли без крышки.

Вам крышка

Идея создания внутреннего давления также может быть использована, когда вы хотите вскипятить воду летом. Обычная крышка кастрюли позволит мыть немного быстрее: с ней вода будет в среднем на 12 ° C теплее.

Но не все так просто. Вселенной есть чем вас удивить, дорогие повара. Допустим, вы решили приготовить рагу в духовке. Устанавливаем температуру 140 ° C, помещаем петуха внутрь, садимся и спокойно радуемся воскресному утру на кухне. В конце дня температура внутри блюда должна подняться до 100 ° C, верно? Нет. Это испарительное охлаждение. Во время испарения молекулам требуется огромное количество энергии, которую они просто отбирают у самой жидкости, охлаждая ее. Поэтому рагу в открытом блюде в духовке достигнет примерно 85 ° С. Но есть и хорошие новости — это оптимальная температура для приготовления такого блюда.

Мифы о кипячении

1. Холодная вода закипает быстрее горячей

Совершенно неверно. Скорость нагрева зависит от разницы между начальной температурой и температурой окружающей среды (например, пламя горелки), поэтому холодная вода должна сначала достичь градусов, чтобы нагреться, а значит, она будет кипеть дольше.

Однако все же лучше использовать холодную воду, так как она содержит меньше растворенных солей из городских труб и посторонних запахов.

2. Соль повышает температуру кипения

В принципе, да, но на кухне этим значением в долях градуса можно пренебречь. Чтобы поднять температуру на один градус Цельсия, потребуется растворить более 100 граммов соли. А это значит, очень соленые пельмени.

«Но погодите, я сам видел, как вода закипает активнее, если перед закипанием добавить немного соли. Так есть ли еще какой-то эффект? »Есть, но не реальный эффект, а его видимость. На внутренней стороне каждой кастрюли всегда есть царапины. Именно эти неровности становятся местом рождения пузырей. С научной точки зрения, из мест зародышеобразования или начальных зародышей паровой фазы кристаллы соли, попадая в воду, образуют сотни таких областей, которые позволяют пузырькам улетучиваться быстрее, создавая иллюзию мгновенного кипения.

То же самое происходит в бокале шампанского. Тонкая струйка, которую мы так часто видим, льющаяся со дна стакана, на 100% представляет собой микроскопическую песчинку или неоднородность. Хотя всегда есть вероятность, что вы только что решили отварить аперитив.

3. Кстати, об алкоголе. Говорят, что он полностью улетучивается при приготовлении

Да, его температура кипения составляет 78 ° C, поэтому многие предполагают, что он испарится до того, как вода закипит. Но это неправда, потому что разбавленные на вашей тарелке смеси не так хороши, как чистые вещества. Даже после трех часов обжига при температуре выше 80 ° C остается около 5% спирта. А если блюдо готовится в узкой высокой кастрюле при низкой температуре с закрытой крышкой, то содержание алкоголя в послевкусии может возрасти до 49%. Надеюсь, это не твой стиль кулинарии.

4. Кипятить одну и ту же воду в чайнике дважды нельзя, потому что образуется тяжёлая вода

Этот миф происходит из советского ядерного прошлого. Что такое тяжелая вода? Это вода, которая содержит дейтерий — тяжелый водород, поэтому и получила свое название. Получается при электролизе, т.е когда по нему протекает ток.

он был открыт в 1932 году, принес кому-то Нобелевскую премию и использовался в ядерных реакторах. Может быть, эта связь идет отсюда.

Но чтобы получить 1 литр тяжелой воды, нужно будет налить в чайник 2,1 • 10 до 30-й степени тонны воды. Это в 300 миллионов раз больше массы Земли.

При какой температуре кипит соленая вода?

Многочисленные эксперименты показали, что соленая вода кипит при более высокой температуре, чем пресная. Это связано с наличием в составе ионов натрия и хлора, которые находятся между молекулами воды. В результате при нагревании происходит процесс гидратации, то есть сочетание ионов соли, водорода и кислорода.

На такую ​​связь сложнее термически воздействовать, поэтому при нагревании пресной воды испарение начинается быстрее, а соленой — медленнее. Следовательно, для достижения аналогичного эффекта требуется более высокая температура.

Многие хозяйки, добавляя соль в воду в кастрюле над огнем, ускоряют процесс закипания. Это легко объяснить. Плотность соленой воды выше, чем у пресной, а значит, она закипит быстрее. Но для замораживания соленой воды потребуется больше времени.

Процесс кипения: физика «на пальцах»

Чтобы понять, что именно происходит с соленой и пресной водой при их нагревании, необходимо понимать, что такое процесс кипячения. Вне зависимости от того, соленая вода или нет, она кипит одинаково и проходит четыре стадии:

• образование мелких пузырьков на поверхности;
• увеличение объема пузырьков и их отложение на дне емкости;
• помутнение воды, вызванное интенсивным движением пузырьков воздуха вверх и вниз;
• сам процесс кипения, когда большие пузыри поднимаются на поверхность воды и с шумом лопаются, выделяя пар — воздух, который находится внутри, и нагревается.

Теория теплопередачи, которая выступает за использование соленой воды в начале приготовления, привлекательна, в данном случае, «работает», но эффект нагрева воды за счет ее плотности и выделения тепла при разрушении кристаллической решетки несущественно.

Гораздо более важным является процесс гидратации, в котором образуются стабильные молекулярные связи.

Чем они прочнее, тем труднее пузырьку воздуха подняться на поверхность и опуститься на дно контейнера, что занимает больше времени. В результате, если в воду добавить соль, циркуляция пузырьков воздуха замедляется. В результате соленая вода закипает медленнее, поскольку молекулярные связи удерживают пузырьки воздуха в соленой воде немного дольше, чем в пресной.

Кипение пресной воды

При кипении жидкости выделяется огромное количество тепловой энергии и пара. Из-за высокой температуры воды гибнут болезнетворные микробы и бактерии. Поэтому при неудовлетворительном качестве водопроводной жидкости перед употреблением ее необходимо прокипятить.

Пресная вода закипает при температуре 100 градусов по Цельсию. Соли и микроэлементы в составе образуют корки на стенках посуды и нагревательных элементах. Чаще всего кипяток используют для приготовления напитков — кофе, чая, какао. Также кипяченая жидкость — хорошее дезинфицирующее средство. Например, им ополаскивают овощи и фрукты перед едой.

Еще одно обоснование

При готовке многие хозяйки солят воду в начале процесса, мотивируя это тем, что так она быстрее закипит. А некоторые находят объяснение, почему соленая вода закипает быстрее, исходя из школьных знаний урока физики, а именно темы теплопередачи. Как известно, существует три типа теплопередачи: теплопередача, характерная для твердых тел, конвекция, присутствующая в газообразных и жидких телах, и излучение.

Последний тип теплопередачи существует и в космосе. Это подтверждают звезды и, конечно же, солнце. Но все же главным фактором в этом вопросе является плотность. Поскольку соленая вода имеет более высокую плотность, чем пресная, она быстрее закипает. В то же время для замораживания требуется больше времени. В результате с более плотной жидкостью теплообмен будет более активным и кипение будет происходить быстрее.

С крышкой намного быстрее?

Следующий эксперимент заключался в измерении времени кипения воды с крышкой. Я попробовал сделать вариант без соли и без соли, но результат был более или менее одинаковым. Очевидно с крышкой вода закипает быстрее, но насколько? Вот результат:

С крышкой (с солью и без) — ровно 10 минут

Напоминаю, что без крышки вода закипает за 11 минут 20 секунд, с закрытой крышкой вы экономите время на 1 минуту 20 секунд или 12% времени. Довольно существенная разница.