При какой температуре начинает закипать вода: Зависимость температуры кипения воды от давления:

Ускоряет ли соль кипение воды и другие мифы о пузырьках

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.

Обычно вода кипит при температуре 100 °С. Но это «обычно» для каждого своё. В Гималаях, например, вода кипит при 70 °С. Пониженное атмосферное давление в горах означает, что молекулам воды нужно меньше энергии, т.е. тепла, чтобы испариться. Поэтому пытаться размягчить бобы или отварить пасту на высоте – медленное самоубийство.

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.

Но не всё так просто. Вселенной есть, чем удивить вас, уважаемые повара. Допустим, вы решили сварганить рагу в духовом шкафу. Выставляем температуру на 140 °С, засовываем гусятницу внутрь, сидим и спокойно наслаждаемся воскресным утром на кухне. В конце концом, температура внутри блюда должна дойти до 100 °С, верно? Нет. Все дело в испарительном охлаждении. Молекулам при испарении требуется огромное количество энергии, которую они попросту забирают у самой жидкости, охлаждая её. Поэтому рагу в открытой посуде в духовке дойдет примерно до 85 °С. Но есть и хорошие новости: это оптимальная температура для приготовления такого блюда.

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.

«Но, погодите, я же сам видел, как вода начинает активнее бурлить, если подкинуть немного соли перед её закипанием. Значит, всё-таки есть какой-то эффект?». Есть, но только не реальный эффект, а его видимость. Внутри любого сотейника всегда есть какие-то царапинки. Именно эти неровности становятся местом зарождения пузыриков. По-научному, местами нуклеации или начальными зародышами паровой фазы. Кристаллы соли, попадая в воду, формируют сотни таких участков, которые и позволяют пузырькам быстрее убегать, создавая иллюзию мгновенного закипания.     

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

Когда уже кажется, что всё понятно, на сцену выходит эффект Лейденфроста. Несмотря на «холодную» фамилию, вклад Иоганна Готлоба связан с нагретыми поверхностями.

Благодаря его «Трактату о некоторых свойствах обыкновенной воды» на свет появился однофамильный эффект Лейденфроста. Оказывается, если капля воды попадет на очень горячую поверхность, то пар, который незамедлительно образуется, окутает её, буквально поднимет над поверхностью и будет катать по всей сковороде.

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!

Этот эффект может быть весьма полезен на кухне. «Уроните» капельку воды на сковородку. Если она останется на месте и быстро испарится, то температура около 180 °С, но если она начинает кататься по всей сковороде, то будьте уверены, что пришло время жарить!

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.

1. Влияние температуры и давления на состояние хладагентов.

Соотношение между температурой и давлением является одним из основных факторов, определяющих состояние хладагента как в испарителе, так и в конденсаторе, а также в обычной емкости с хладагентом. Ниже приведены более подробные объяснения влияния температуры и давления на состояние хладагента.*

А) Кипение воды при понижении давления
Мы знаем, что для начала процесса кипения воды при атмосферном давлении достаточно нагреть ее до 100°С. Вместе с тем, при вакуумировании холодильного контура с целью его обезвоживания, вода, которая может находиться в контуре, имеет температуру окружающей среды, то есть гораздо ниже 100°С.

С помощью простого опыта, схема которого приведена на рис. 1.1, можно показать действие вакуумирования на процесс закипания воды.
Пусть прозрачная емкость с водой, например, при температуре 30°С, соединена с атмосферой, то есть находится при атмосферном давлении. Видно,  что вода непо-
Атмосферное давление

движна и не кипит. Однако, при подключении емкости к мощному вакуумному насосу, после начала вакуумирования можно заметить, что вода начинает закипать, хотя ее температура составляет только 30°С.
Это явление может быть объяснено следующим образом:
Поверхность воды находится под действием двух сопряженных сил, которые направлены друг против друга (см. рис 1.2).
► Первая сила Fi — внутренняя сила жидкости, направленная снизу вверх и стремящаяся вытеснить воду из сосуда.
► Вторая сила Fe — внешняя сила, которая, напротив, стремиться удержать воду внутри сосуда.
 
До тех пор, пока противоположно направленные силы Fi и Fe уравновешены, они взаимно нейтрализуются и в сосуде ничего не происходит.
Ф
* Модель процесса кипения, приведенная автором, не является строго научной, но помогает в доступной форме объяснить процессы кипения и конденсации (прим. ред.).

Вакуумирование вызывает кипение воды
Вакуумирование понижает давление над жидкостью и тем самым уменьшает силу Fe. Следовательно, когда в результате вакуумирования сила Fe становится меньше силы Fi, вода не может оставаться внутри сосуда и начинает выходить из него в виде пара: вода кипит (испаряется).
Подогрев воды также вызывает ее кипение
Поскольку подогрев увеличивает внутреннюю силу Fi, действующую в жидкости.
Когда в результате подогрева сила Fi становится больше силы Fe, внешная сила больше не может удерживать воду в сосуде и поэтому начинается ее кипение.

Итак, чтобы вызвать кипение жидкости достаточно либо повысить внутреннюю силу (подогревая жидкость), либо понизить внешнее давление над ее свободной поверхностью (вакуумируя сосуд).
Б) Как вызвать кипение воды, поливая сосуд холодной водой
В предыдущем эксперименте мы вскипятили воду, вакуумируя сосуд и нарушая тем самым равновесие между силами Fe и Fi.
Когда вода полностью закипит, закроем изолирующий вентиль сосуда на выходе из него (см. рис. 1.3). Кипение полностью прекращается.
Это объясняется тем, что молекулы пара, образующиеся в процессе кипения жидкости, скапливаясь над ее поверхностью, увеличивают давление в сосуде.
Рис. 1.3.
Когда давление становится достаточным для установления нового состояния равновесия между силами Fe и Fi, кипение сразу же останавливается.
Однако, будучи прекращенным, кипение начинается с новой силой, если сосуд поливать холодной водой!

Это явление, на первый взгляд крайне парадоксальное, объясняется тем, что небольшая масса водяных паров, содержащихся в емкости, охлаждается значительно быстрее, чем большая масса воды.
В результате пары воды сжимаются быстрее, чем жидкость, и внешняя сила Fe (действующая в паровой фазе) уменьшается быстрее, чем внутренняя сила Fi (действующая в жидкости).
Когда сила Fe становится меньше силы Fi равновесие нарушается и кипение возобновляется (этот легко осуществимый эксперимент, который позволил автору выиграть множество пари, может быть поставлен с помощью прибора, известного под названием колбы Франклина).
В) Разница в удельной массе жидкости и ее пара
Говоря об удельной массе тела, укажем, что под этим понятием подразумевается масса единицы объема данного тела (например, мы знаем, что 1 литр воды имеет массу 1 килограмм).
Один литр жидкого R22 при температуре 20°С имеет массу около 1,2 кг, однако 1 литр паров R22, при той же температуре и атмосферном давлении, имеет массу порядка 0,038 кг. то есть в 1,2/0,038 = 31 раз меньшую.

Поэтому диаметр жидкостных линий в холодильных контурах всегда меньше, чем диаметр патрубков нагнетания, хотя давления в этих двух магистралях почти одинаковы.
 
Г) Соотношение между давлением и температурой
Холодильные манометры, которые мы обычно используем, показывают соотношение между давлением паров и температурой для трех типов хладагентов, наиболее часто используемых в последние годы (R12, R22 и R502). Однако, в дальнейшем, мы будем должны все больше и больше привыкать к новым хладагентам (R134a, R404A, R407C, R410A и т. п.).
С целью закрепления’ наших знаний в области поведения хладагентов при разных температурах рассмотрим рис 1.5 и попробуем представить, что происходит внутри сосуда, содержащего R22 в жидкой фазе, когда его температура растет.

В первом сосуде жидкий R22 находится при температуре 20°С и манометр показывает, что давление в емкости составляет 8 бар.
Если температура возрастает, небольшое количество жидкости испаряется, а сама жидкость при этом расширяется что приводит к повышению уровня жидкости в сосуде и небольшому снижению объема паров.
Однако, принимая во внимание то, что для размещения объема паров, образовавшихся в результате выкипания некоторого объема жидкости, требуется пространство, примерно в 30 раз большее, чем объем, который занимала испарившаяся жидкость, пары в сосуде сжимаются и давление в нем повышается по мере того, как растет температура.
Поэтому во втором сосуде, температура которого составляет 27°С, манометр показывает давление 10 бар.
Если температура продолжает расти и доходит, например, до 34°С, количество паров увеличивается гораздо быстрее по сравнению с повышением уровня жидкости, и давление достигает 12,2 бар. жидкостью (их называют насыщенными парами или парожидкостной смесью в состоянии насыщения) подчиняется очень точному соотношению (зависящему от природы жидкости) между температурой жидкости и давлением насыщенных паров.

1.2. УПРАЖНЕНИЕ
Пусть две емкости, содержащие смесь жидкости и пара хладагента R22, находятся при одной и той же температуре, равной 20°С.
В первой емкости высота (следовательно, и объем) жидкости в 4 раза больше, чем во второй.
Зная, что в первой емкости давление составляет 8 бар, определить, какое давление покажет манометр, соединенный со второй емкостью?

Решение
Внутренняя сила Fi в жидкости зависит только от температуры и природы жидкости (R22, R134A, R404A, R407C, R410A, и т.п.). Она совершенно не зависит от количества (уровня) жидкости в емкости.

При одной и той же температуре устанавливается равновесие, следовательно давление абсолютно не зависит от количества жидкости.

*\Для того, чтобы смогло реализоваться соотношение между давлением насыщенного пара и температурой, достаточно одной молекулы жидкости, находящейся при данной температуре в контакте с паровой фазой (см. рис. 1.7).

В соответствии с этим, давление в любом сосуде, содержащем R22 в жидком состоянии при температуре 20СС, будет равно 8 барам независимо от уровня жидкости.

Заметим, что давление совершенно не зависит от уровня жидкости и определяется только ее температурой (иначе как можно было бы градуировать холодильные манометры по температуре?).

С быстрым распространением новых хладагентов следует говорить скорее о температуре, чем о давлении в контуре. Тогда ваши выводы и рассуждения не будут зависеть от используемого хладагента и вы получите значительный выигрыш во времени!

Соотношение между температурой и давлением является одним из основных факторов, определяющих состояние хладагента как в испарителе, так и в конденсаторе, а также в обычной емкости с хладагентом. Ниже приведены более подробные объяснения влияния температуры и давления на состояние хладагента.*
А) Кипение воды при понижении давления
Мы знаем, что для начала процесса кипения воды при атмосферном давлении достаточно нагреть ее до 100°С. Вместе с тем, при вакуумировании холодильного контура с целью его обезвоживания, вода, которая может находиться в контуре, имеет температуру окружающей среды, то есть гораздо ниже 100°С.

Влияние температуры и давления на состояние хладогенов

Соотношение между температурой и давлением является одним из основных факторов, определяющих состояние хладагента как в испарителе, так и в конденсаторе, а также в обычной емкости с хладагентом. Ниже приведены более подробные объяснения влияния температуры и давления на состояние хладагента.

Кипение воды при понижении давления

Мы знаем, что для доведения воды до кипения при атмосферном давлении достаточно нагреть её до 100°С.
Вместе с тем, при вакуумировании холодильного контура с целью его обезвоживания, вода, которая может находиться в контуре, имеет температуру окружающей среды, то есть гораздо ниже 100°С.
С помощью простого опыта, схема которого приведена на рис. 1.1, можно показать действие вакуумирования на процесс закипания воды:

Пусть прозрачная емкость с водой, например, при температуре 30°С соединена с атмосферой, то есть находится при атмосферном давлении. Видно, что вода неподвижна и не кипит. Однако при подключении емкости к мощному вакуумному насосу после начала вакуумирования можно заметить, что вода начинает закипать, хотя её температура составляет только 30°С. Это явление может быть объяснено следующим образом:

• Поверхность воды находится под действием двух сопряженных сил, которые направлены друг против друга (см. рис. 1.2).
• Первая сила F, — внутренняя сила в жидкости, направленная снизу вверх и стремящаяся вытеснить воду из сосуда.
• Вторая сила Fe — наружная сила, которая, напротив, стремится удержать воду внутри сосуда.

До тех пор, пока противоположно направленные силы FI и Fe уравновешены, они взаимно нейтрализуются и в сосуде ничего не происходит.

Вакуумирование вызывает кипение воды:
Потому что понижает давление над жидкостью и тем самым уменьшает силу Fe.
Следовательно, когда в результате вакуумирования сила Fe становится меньше силы Fi, вода не может оставаться внутри сосуда и начинает выходить из него в виде пара: вода кипит (испаряется).

Подогрев воды также вызывает её кипение:
Поскольку одновременно увеличивает внутреннюю силу Fi действующую в жидкости.
Точно также, когда в результате подогрева сила Fi становится больше силы Fe, наружная сила не может больше удерживать воду в сосуде и начинается её испарение.

* Прим.ред. Модель процесса кипения, приведенная автором, не является строго научной, но помогает в доступной форме объяснить процессы кипения и конденсации.

Итак, чтобы вызвать кипение жидкости, достаточно либо повысить внутреннюю силу (подогревая жидкость), либо понизить внешнее давление над её свободной поверхностью (вакуумируя сосуд).

Как вызвать кипение воды поливая сосуд холодной водой

В предыдущем эксперименте мы вскипятили воду, вакуумируя сосуд и нарушая тем самым равновесие между силами Fi] и Fe. Когда вода полностью закипит, закроем изолирующий вентиль сосуда на выходе из него (см. рис. 1.3). Кипение полностью прекращается.

Это объясняется тем, что молекулы пара, образующиеся в процессе кипения жидкости, скапливаясь над её поверхностью, поднимают давление в сосуде.
Когда подъем давления становится достаточным для установления нового состояния равновесия между силами Fe и Fi кипение сразу же останавливается. Однако будучи прекращенным, кипение начинается с новой силой, если сосуд поливать холодной водой.

Это явление, на первый взгляд крайне парадоксальное, объясняется тем, что небольшая масса водяных паров, содержащихся в емкости, охлаждается значительно быстрее, чем большая масса воды.
В результате пары воды сжимаются сильнее, чем жидкость, и внешняя сила Fe (действующая в паровой фазе) уменьшается быстрее, чем внутренняя сила Fi (действующая в жидкости).
Когда сила Fe становится ниже силы Fi, их равновесие нарушается, и кипение естественно возобновляется (этот легко осуществимый эксперимент, который позволил автору выиграть множество пари, может быть поставлен с помощью прибора, известного под названием колбы Франклина).

Разница в удельной массе жидкости и её пара

Говоря об удельной массе тела, укажем, что под этим понятием подразумевается масса единицы объема данного тела (например, мы знаем, что 1 литр воды имеет массу 1 килограмм).
Для R22 1 литр жидкости при температуре 20°С имеет массу около 1,2 килограмма, однако 1 литр паров R22 при той же температуре и атмосферном давлении имеет массу порядка 0,038 кг, то есть в 1,2/0,038=31 раз меньшую.

Следовательно при 20°С и атмосферном давлении 31 литр паров R22 имеет такую же массу, как 1 литр жидкости R22 (см. рис. 1.4).

Таким образом, в результате испарения жидкого R22 при 20°С образующиеся пары занимают объем, в 31 раз больший, чем объем жидкости, из которой они образовались.
Поэтому диаметр жидкостных линий в холодильных контурах всегда меньше, чем диаметр патрубков нагнетания, хотя давления в этих двух магистралях почти одинаковы.

Соотношение между давлением и температурой:

Холодильные манометры, которые мы обычно используем, показывают соотношение между давлением паров и температурой для 3-х типов хладагентов, наиболее часто используемых в последние годы (R12, R22 и R502). Однако в дальнейшем мы будем должны все больше и больше привыкать к новым хладагентам (R134a, R404A и т. п.).

С целью закрепления наших знаний в области поведения хладагентов при разных температурах рассмотрим рис. 1.5 и попробуем представить, что происходит внутри сосуда, содержащего R22 в жидкой фазе, когда его температура растет:
В первом сосуде жидкий R22 находится при температуре 20°С и манометр показывает, что давление в емкости составляет 8 бар.
Если температура возрастает, небольшое количество жидкости испаряется, что приводит к понижению уровня жидкости в сосуде и небольшому приросту объема паров.

Однако, принимая во внимание то, что для размещения объема паров, образовавшихся в результате испарения некоторого объема жидкости, требуется пространство, примерно в 30 раз большее, чем объем, который занимала испарившаяся жидкость, пары в сосуде сжимаются и давление в нем повышается по мере того, как растет температура.

Поэтому во втором сосуде, температура которого составляет 27°С, манометр показывает давление 10 бар.
Если температура продолжает расти и доходит, например, до 34°С, количество паров увеличивается гораздо более быстро, чем понижается уровень жидкости, и давление в нашем случае достигает 12,2 бар.

Таким образом, при росте температуры жидкости внутренняя сила Fi, увеличивается, что приводит к испарению необходимого количества жидкости.
Высвобождающийся за счет этого объем оказывается слишком малым для образовавшегося количества паров, происходит их сжатие, давление растет, одновременно растет внешняя сила Fe и так до тех пор, пока не установится равновесие сил Fe и Fi.
Итак, в замкнутом сосуде состояние смеси паров с порождающей их жидкостью (их называют насыщенными парами или парожидкостной смесью в состоянии насыщения) подчиняется очень точному соотношению (зависящему от природы жидкости) между температурой жидкости и давлением насыщенных паров.

Выписка из учебного пособия: Практическое руководство по ремонту холодильных установок с конденсаторами воздушного охлаждения Перевод с французского В. Б.Сапожникова, Техническая редакция В.И.Велюханова. Издательство Московского университета.

Частый вопрос: Какой температуре кипит вода?

Сколько градусов нужно для кипения воды?

«При какой температуре закипает вода?» знает каждый – при достижении отметки в 100 градусов по шкале Цельсия.

Когда температура воды достигнет 100 градусов она закипит?

Чистая вода кипит, когда давление ее пара равно атмосферному давлению. Чистая вода будет кипеть только при 100 градусах на уровне моря, если атмосферное давление составляет 1 атмосферу (760 мм рт. Ст.)

Как температура кипения воды зависит от давления?

Температура кипения зависит от давления. Чем выше давление, тем выше температура кипения. При атмосферном давлении вода кипит при 100°С , эфир при 35°С, железо при 2750°С, а вольфрам при 5900°С. Если давление понизится до половины атмосферного, то вода закипит при температуре чуть выше 80°С.

Как начинает кипеть вода?

При нагревании жидкость закипает и именно этот эффект используется для приготовления пищи. Если температура достигает 100°С, вода начинает кипеть и последующее ее кипячение не меняет температуру.

Как понять что вода нагрелась до 70 градусов?

Если вы хотите определить, насколько вода горячая, опустите в нее руку (только осторожно — если от воды идет пар, то температура воды составляет не менее 70 градусов Цельсия и руку опускать не нужно).

Как называется явление кипения воды?

Кипе́ние — процесс интенсивного парообразования, который происходит в жидкости как на свободной её поверхности, так и внутри её структуры. … Кипячение воды представляет собой процесс нагревания её до температуры кипения с целью получения кипятка. Кипение является фазовым переходом первого рода.

Что происходит с температурой жидкости во время кипения?

Во время кипения температура жидкости не изменяется, так как вся энергия расходуется на парообразование. Температура кипения жидкости зависит от двух факторов: от рода жидкости; от внешнего давления.

Когда кипит чайник сколько градусов?

Вне зависимости от используемого прибора (электрического устройства из нержавейки или стекла, эмалированной модели для газовой или электроплиты), вода начинает закипать при достижении значения 100 ºC. Значение по шкале Кельвина — 373,15 K, по Фаренгейту — 212 °F.

Как определить температуру воды 90 градусов?

Если вода испаряется, значит, она горячая (70-95°С).
…
При закипании точнее установить значение поможет размер пузырьков:

1. мелкие пузырьки – 70°С;
2. средние (крупнее булавочной головки) – 80°С;
3. крупные, поднимаются кверху – 85°С;
4. нитевидные – 90-95°С.

24.07.2018

Где температура кипения воды будет выше?

Например, при нормальном атмосферном давлении, равном 100 кПа (таково давление на уровне моря), температура кипения воды составляет 100° С. На высоте же 4000 м над уровнем моря, где давление падает до 60 кПа, вода кипит примерно при 85° С, и для того, чтобы сварить пищу в горах, требуется больше времени.

Как зависит температура кипения жидкости от давления на ее поверхность?

Температура кипения — это температура, при которой происходит кипение жидкости, которая находится под постоянным давлением. Согласно уравнению Клапейрона — Клаузиуса с ростом давления температура кипения увеличивается, а с уменьшением давления температура кипения соответственно уменьшается.

Как изменяется температура кипения жидкости при изменении высоты?

Так температура кипения воды будет изменяться на Земле в зависимости от высоты: от 100 °C на уровне моря до 69 °C на вершине Эвереста. А при ещё большем увеличении высоты возникнет точка, в которой будет уже невозможно получить жидкую воду: лёд и пар будут переходить непосредственно друг в друга минуя жидкую фазу.

Кто заставил воду кипеть при 80 градусах?

В 1724 году двое врачей, Габриэль Фаренгейт и Рене Ферхо де Реомюр, почти одновременно предложили шкалы измерения температуры. Фаренгейт в качестве эталона использовал температуру тела здорового человек, установленную на уровне 96 °F. Реомюр предложил принять точку замерзания воды за 0°, а точку кипения — за 80 °Ré.

Как образуются пузырьки в кипящей воде?

Пузыри в кипятке растут, наполняясь паром от своих стенок. Но начинается все с появления микроскопических пузырьков на центрах парообразования, которыми служат шероховатости сосуда: микровпадины, микротрещины. В этих местах легче нарушаются водородные связи между молекулами, и возникает небольшой объем пара.

Что будет с водой при 100 градусах?

Дело в том, что практически любая жидкость будет испаряться при любой температуре, они просто испаряются быстрее при более высоких температурах. … При температуре выше 100 ° C 100% жидкой воды будет выкипать или испаряться. Ниже 100 градусов вода будет испаряться в зависимости от давления пара.

почему кипит охлаждающая жидкость и что делать, описание и видео о причинах закипания ОЖ

В системе охлаждения двигателя автомобиля должен использоваться хладагент, соответствующий стандарту силового агрегата. Регулярная эксплуатация авто с отработавшим свой ресурс антифризом может способствовать перегреву ДВС. Какова температура кипения Тосола и к чему может привести закипание мотора, мы расскажем ниже.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Температура и причины кипения жидкостей в двигателе

Не рекомендуется использовать вместо ОЖ воду, так как она не может качественно охлаждать двигатель. Если в бочке под капотом залита вода, то при атмосферном давлении 760 мм точка кипения жидкости в градусах составит 100. В зависимости от типа использующегося хладагента, этот показатель может быть разным. У антифриза стандарта G11 или G12 красного, зеленого или любого другого цвета температура кипения составит 120°C. Если в радиаторе системы охлаждения залит традиционный Тосол, то — 105°C-110°C.

Пользователь Роман Романов снял ролик, в котором рассказал о причинах закипания силового агрегата.

Ниже разберем причины, почему после остановки двигателя или во время движения происходит кипение в ДВС хладагента Felix А40, Мотюль, Аляска, Тосол и других.

Недостаточное количество ОЖ

Это считается одной из основных причин закипания. В идеале уровень расходного вещества должен располагаться между рисками MIN и МАХ на резервуаре. Если падение объема связано с недоливом жидкости, то первое, что надо делать — добавить хладагент в систему. Когда причина заключается в утечке, необходимо ликвидировать проблему, после чего залить в бачок недостающий объем жидкости. При наличии протечки давление в охладительной системе не соответствует норме, это приводит к тому, что силовой агрегат машины закипает. При диагностике обратите внимание на пробку резервуара. В случае если она повреждена и не фиксируется нормально на резьбе, ее надо поменять. Нехватка хладагента может быть связана с его испарением.

Неисправность вентилирующего устройства

С такой проблемой часто сталкиваются владельцы современных машин, оснащенных электрическими вентиляторами. Когда температура хладагента в расширительном бачке увеличивается до определенной точки, включается контроллер, который замыкает электроцепь активации устройства и включает его. В результате срабатывания температура работы мотора снижается. Есть вариант диагностики вентилятора. Посмотрите на устройство, когда температура хладагента в двигателе увеличится до 100 градусов и выше. Если девайс не включился, то попробуйте замкнуть контакты, подсоединенные к контроллеру активации вентилятора. Когда замыкание не помогло, то причину надо искать в электрическом моторе устройства. Вероятнее всего, вентилятор придется поменять.

Электрический вентилятор авто

Воздушная пробка

Еще одна причина, по которой хладагент Феликс или любой другой кипит, может заключаться в появлении воздушной пробки в охладительной системе. Наличие воздуха приводит к тому, что нарушается циркуляция жидкости. Обычно появление воздушной пробки связано с заменой ОЖ. Чтобы избавиться от проблемы, необходимо поставить автомобиль, приподняв его переднюю часть. После этого откройте капот и открутите крышку на радиаторном устройстве, заведите двигатель. В это время помощник должен быстро нажать несколько раз на педаль газа, одновременно вы нажимаете на шланги охладительной системы. При этом в расширительном бачке могут появляться пузырьки, они говорят о выходе воздуха из магистралей. После удаления пробки добавьте в систему необходимое количество жидкости.

Некачественная ОЖ

Такая проблема известна всем автовладельцам, которые в свое время сэкономили на покупке вещества. Если вы приобретаете низкокачественный хладагент, то он может быть разбавлен с водой. А так как ее температура кипения более низкая, соответственно, возникает вероятность закипания агрегата.

Неисправность прокладки ГБЦ

Если уплотнитель ГБЦ прогорает, это приводит к нарушению герметичности охладительной системы. При этом антифриз будет попадать в каналы смазки моторной жидкости, а масло смешается с хладагентом. Для диагностики проблемы запустите силовой агрегат машины, помощник в это время должен начать движение. Если при увеличении оборотов и трогании в расширительном резервуаре появились пузырьки, это говорит о повреждении прокладки, вы сможете только поменять ее. При износе уплотнителя из глушителя пойдет белый дым с остатками хладагента, также следы антифриза будут на свечах зажигания. Объем охлаждающей жидкости снизится.

Неисправности в охладительной системе

Речь идет о поломках водяного насосного устройства или использовании узлов от других изготовителей. Причина может заключаться в загрязнении радиатора. Если в вашем авто вентилирующее устройство установлено на насосе, проблема может быть связана с отсутствием нормального воздушного потока. Когда используется насосное устройство без защитного кожуха, это приводит к обдуву силового агрегата горячим воздушным потоком, скапливающимся в моторном отсеке.

При какой температуре закипает тосол, в своем ролике расскажет пользователь Александр Скрипченко.

Выход из строя термостата

Когда температура двигателя машины увеличивается до 90 градусов, устройство открывает специальный клапан, в результате чего запускается большой круг циркуляции хладагента по системе. Если клапан не откроется, антифриз будет перемещаться только по малому кругу, что приведет к закипанию жидкости. Чтобы произвести диагностику состояния устройства, необходимо открыть капот и потрогать шланги, подключенные к механизму. Если магистраль, по которой антифриз поступает к радиаторному устройству, более горячая, это говорит о необходимости замены радиатора.

Отработанный хладагент

Этот вариант менее чреват для автовладельца, чем другие. Со временем охлаждающая жидкость теряет свои свойства в результате изменения химического состава, это происходит всегда при долгом использовании одной и той же марки ОЖ. Необходимо поменять хладагент.

Поломка радиаторного устройства

Такой элемент охладительной системы обычно ломается в результате засорения девайса грязью и осадками жидкости. В итоге значительно снижается поток воздуха, который проходит через устройство. Причина неисправности может заключаться в образовании накипи и появлении отложений в магистралях. Из-за этого уменьшается теплопроводность патрубков, что приводит к недостаточному охлаждению.

Фотогалерея

Последствия

Есть несколько уровней перегрева силового агрегата — слабый, средний, а также высокий. В первом случае мотор работает на горячем хладагенте не больше пяти минут. За этот период значительных повреждений произойти не должно. При среднем перегреве силовой агрегат функционирует с кипящим хладагентом около 15 минут.

За это время:

• в основном радиаторе охлаждения может появиться утечка;
• произойдет повреждение патрубков охладительной системы, что приведет к утечке антифриза;
• поршневые кольца начнут работать в условиях высоких нагрузок, эти элементы подвергнутся усадке, в результате чего расход моторной жидкости возрастет в несколько раз;
• нарушится герметичность сальников и уплотнителей, что приведет к утечке смазочного вещества.

Чем опасна высокая температура для движка автомобиля:

1. Взрыв силового агрегата. Такая проблема может произойти при критическом перегреве.
2. Плавление поршней в моторе. В результате работы в условиях высоких температур элементы могут прогореть. Потребуется капитальный ремонт двигателя.
3. Деформация головки блока цилиндров. Такое повреждение требует ремонта и расточки ГБЦ.
4. Произойдет разрушение перегородок в двигателе, установленных между кольцами, в результате чего последние приварятся друг к другу.
5. Деформация клапанов. Понадобится замена деталей.
6. Произойдет прогорание или повреждение прокладки ГБЦ. Также потребуется серьезный ремонт с заменой уплотнителя и установкой новых болтов на головку блока.
7. Разрушатся гнезда клапанов.

Как предупредить?

Для предотвращения неисправностей, связанных с работой охладительной системы, автовладелец должен регулярно следить за состоянием машины.

Речь идет о своевременном техническом обслуживании. При наличии первых признаков поломки все вышедшие из строя элементы подлежат замене. Необходимо всегда следить за состоянием и уровнем жидкости в охладительной системе. Если в ней имеются отложения, осадок, следует произвести замену вещества и выполнить промывку каналов системы.

Канал АВТО РЕЗ снял ролик, в котором даны рекомендации по решению проблемы перегрева ДВС.

Что делать при закипании?

Что надо сделать в первую очередь, если двигатель машины закипел:

1. Снизьте нагрузку на силовой агрегат автомобиля. Для этого включите нейтральную скорость и катитесь, пока авто полностью не остановится, ДВС глушить не надо. Также включите отопитель на полную мощность, это позволит остыть двигателю.
2. Когда машина остановится, заглушите силовой агрегат, но не отключайте зажигание, поскольку печка должна работать.
3. Откройте капот автомобиля, это обеспечит обдув двигателя холодным воздухом.
4. Подождите около двадцати минут. Откручивать крышку резервуара с хладагентом в моторном отсеке еще не надо, поскольку горячая охлаждающая жидкость может брызнуть. Попадание на кожу горячего Тосола приведет к появлению ожогов.
5. Попробуйте добраться до ближайшего СТО или гаража, где будет произведена процедура диагностики. Лучше, чтобы машину отбуксировали. Если ехать до станции техобслуживания далеко, то оцените уровень хладагента в емкости. При нехватке жидкость добавляется в систему, но если ее объем катастрофически низкий, делать это надо аккуратно, поскольку резкое охлаждение также приведет к неисправностям в работе мотора.
6. После остывания ДВС запустите агрегат и не спеша поезжайте до СТО или гаража. В процессе поездки контролируйте температуру мотора. Как только вы увидите, что она увеличилась, агрегат необходимо заглушить и подождать, пока он остынет. Ехать надо только с включенной печкой.

 Загрузка …

Видео «Как быть, если закипел двигатель?»

Канал НАКАЧАННЫЕ КОЛЕСА предоставил ролик, который поможет разобраться в том, что надо в первую очередь делать при перегреве автомобильного силового агрегата.

Как прыжок Феликса Баумгартнера чуть не отменили

2 ноября 2012

Австриец Феликс Баумгартнер стал первым в истории человеком, сумевшим преодолеть в свободном падении звуковой барьер, однако сильный приступ клаустрофобии, произошедший из-за особенностей скафандра, в котором он совершил прыжок с высоты 39 километров, чуть не стал причиной срыва программы.

43-летний парашютист до этого никогда не прыгал с такой большой высоты. Поэтому для благополучного приземления ему требовалось быть не только парашютистом, но и летчиком-испытателем.

Его высотный костюм нового поколения был сделан той же компанией, которая производит скафандры для астронавтов. Однако, если астронавты в среднем проводят примерно две тысячи часов в костюмах во время предполетных испытаний, то у Баумгартнера для этого было лишь 20 часов.

Документальный фильм Би-би-си, снятый совместно с телеканалом National Geographic, повествует о тех испытаниях, через которые пришлось пройти австрийцу за четыре года подготовки к прыжку.

«Когда костюм был на мне, и я чувствовал его, вдыхал запах резины, мне становилось не по себе», — сказал Баумгартнер.

Австрийцу было настолько некомфортно, что ему пришлось устроить годовой перерыв в тренировках. Он вернулся в Австрию и прошел курс лечения гипнозом, чтобы преодолеть все внутренние барьеры и идти до победного конца.

«Я никогда не поднимался так высоко, и мысленно представлял, как вернусь на землю живым», — говорит он.

«Нет условий для жизни»

Автор фото, AP

Подпись к фото,

Ранее рекорд по высоте свободного падения принадлежал американцу Джо Киттингеру

Полковник американских ВВС в отставке Джо Киттингер, которому раньше принадлежал рекорд по высоте свободного падения, держал связь с Баумгартнером из центра управления на аэродроме в городе Росуэлл в штате Нью-Мексико. Он лучше, чем кто-либо понимал все связанные с этим риски.

«Вакуум, пустота – они готовы убить тебя мгновенно. Там нет условий для жизни, отсутствует давление, очень холодно, солнечный свет бьет в глаза. Если что-то сломается, то тогда тебе конец», — объясняет он.

Спонсором проекта выступил производитель энергетического напитка Red Bull, который поставил условие: необходимо было управиться за 12 месяцев. Однако ученым торопиться несвойственно.

Баумгартнер не мог контролировать многие аспекты подготовки. «Мне необходимо доверять ученым. Если что-то пойдет не так, то останешься наедине с собой, и это очень страшно», — сказал австриец.

Его выживание во многом зависело от высотного костюма. Даже опытные астронавты не сразу привыкают к скафандрам, а парашютисту нужно было совершить в нем прыжок.

Одно из главных опасений участников проекта заключалось в том, что костюм может не выдержать высоты. Начиная с 19 километров, давление воздуха настолько низкое, что при температуре в 36,6 градусов (температура человеческого тела) вода начинает закипать.

«На такой высоте нет обычного атмосферного давления, которое удерживает газы в крови, поэтому тело начинает выпускать их. Из каждого отверстия в теле начинает истекать жидкость. Это похоже на фильм ужасов», — сказал руководитель проекта Арт Томпсон.

Костюм за полтора миллиона долларов

Стоимость сделанного вручную костюма Баумгартнера составила более полутора миллионов долларов. В его создании в течение полугода принимали участие 30 человек. Теоретически, в этом костюме Баумгартнер мог бы прогуляться по поверхности Луны.

Часть подготовки включала в себя привыкание австрийца к костюму, чтобы он чувствовал себя в нем максимально удобно, но скафандр все равно сильно стеснял его движения.

«Сложно описать ощущения. Движения полностью скованные. Трудно дышать. В этом костюме ничего не чувствуешь, — говорит парашютист. — Когда я прыгаю с парашютом, даже зимой, я не одеваю перчатки. Я хочу, чтобы воздух обтекал меня. Я хочу чувствовать скорость и температуру».

Примерив костюм в первый раз, он сказал, что «внешний мир как будто больше не существует».

«Есть только ты. Трудно дышать и справляться с чувством одиночества. Начинаешь думать о прыжке, сидя в подъемном стратостате два часа, поднимаясь выше и выше, полностью теряешь связь с землей. Если что-то пойдет не так, расплачиваться придется тебе», — сказал австриец.

Борьба со страхом

Во время подготовки Баумгартнеру пришлось бороться с главным страхом – желанием сказать команде снять с него костюм.

«В костюме на Земле я не мог даже встать на ноги. Чем выше поднимаешься в нем, тем сильнее он надувается, поэтому двигаться становится сложнее. Чувствуешь, как сжимается желудок, чувствуешь, как быстрее бьется сердце», — вспоминает он.

Во время проверки перед подъемом на высоту выяснилось, что обогреватель маски Баумгартнера не работал. Это означало, что при каждом выдохе маска запотевала. Команда просчитала риск и решила не прерывать прыжок, установив причины неисправности.

В начале прыжка также возникли опасения по поводу безопасности полета Баумгартнера. Сразу после начала полета ему необходимо было принять позу «дельта» – голова направлена вниз, руки прижаты к телу.

Его прыжок из капсулы прошел идеально, однако, преодолев звуковой барьер, парашютист начал крутиться, что вызвало панику в центре управления.

Если бы он не выровнял падение, кровь бы прилила к мозгу, что могло привести к аневризме, травме и смерти. Но Баумгартнер сумел вытянуть руки и стабилизировать падение перед тем, как раскрыть парашют и побить рекорд.

Major — официальный дилер Хонда в Москве

Записи лекций Джона Штрауба

Записи лекций Джона Штрауба

Как вскипятить воду комнатной температуры

Некоторое количество жидкой воды, выдержанной при комнатной температуре, доводят до кипения.

Состав: вода, термос, вакуумная трубка, вакуумный насос.

Процедура: Полный рецепт следует.

1. Добавьте жидкую воду комнатной температуры в вакуумную колбу, подсоединенную к вакуумному насосу.

2. Добавьте промежуточную «ловушку» для сбора водяного пара до того, как он достигнет насоса.

3. Включите насос, чтобы снизить давление воздуха выше жидкой воды комнатной температуры.

4. Наблюдайте за поведением жидкой воды при ее кипении.

Понимание:
Определение точки кипения жидкости — это температура, при которой давление паров воды равно внешнему давлению . Обычно мы доводим воду до точки кипения на кухне, нагревая емкость с водой, на открытую в атмосферу.Внешнее давление на жидкую воду остается равным атмосферному давлению , когда вода нагревается.

Чем больше тепла добавляется к жидкой воде, тем выше ее температура. При повышении температуры воды средняя молекула воды в жидкости имеет больше энергии и в среднем движется быстрее. Более быстрое среднее движение молекул воды приводит к тому, что больше молекул ускользают от притягивающих взаимодействий с другими молекулами воды в жидкости.По мере увеличения температуры воды становится все более и более вероятным, что молекулы воды ускользнут в пар над жидкостью. Давление пара жидкости является монотонно возрастающей функцией температуры. Когда давление паров нагретой воды равно внешнему давлению атмосферы, вода закипает. Эта температура известна как точка кипения , .

Нормальная точка кипения жидкости — это температура, при которой жидкость закипает при внешнем давлении в одну атмосферу.Для воды нормальная температура кипения составляет 100 ° C (212 ° F).

В нашем эксперименте вода в нашей колбе имеет определенное давление пара при комнатной температуре. В этом эксперименте внешнее давление — это давление воздуха, остающегося внутри колбы, то есть давление, которое ощущает вода. Вакуумный насос используется для понижения внешнего давления до тех пор, пока оно не сравняется с давлением пара воды. В этот момент вода закипает — комнатной температуры!

Изучение фазовой диаграммы воды

Вопрос:
На фазовой диаграмме воды нарисуйте линию, которая представляет путь нашего эксперимента.Начните при комнатной температуре и уменьшите давление до точки кипения.

Предположим, вы проводите аналогичный эксперимент с углекислым газом. Вы начинаете с куска твердого сухого льда в нормальной точке сублимации . Вы постепенно понижаете внешнее давление воздуха, окружающего лед. Вы продолжаете понижать внешнее давление до сколь угодно малых значений. Что вы наблюдаете с точки зрения фазового поведения углекислого газа?

С научной точки зрения можно кипятить воду до тех пор, пока она не замерзнет до твердого состояния

Если вы хотите, чтобы одно из ваших фундаментальных убеждений выбросило в окно, примерьте его на размер — при правильных условиях вы можете кипятить воду, пока она не замерзнет.

Да, как демонстрирует видео из лаборатории Коди, приведенное выше, после нескольких минут кипячения вода начинает образовывать твердые кристаллы льда, и на самом деле она холодная на ощупь. Сумасшедший, правда?

Так что здесь происходит?

Во-первых, давайте пробежимся по настройке, потому что при нормальных обстоятельствах вы не собираетесь кипятить что-либо замороженное в ближайшее время, поэтому уберите чайник.

Как поясняется в видео, вам нужна напорная камера, в которой используется вакуумный насос для откачки всего воздуха в зоне, с которой вы работаете.Внутри Коуди сидит стакан с 60 мл водопроводной воды комнатной температуры.

Соль, изготовленная из безводного сульфата магния, и бутылка, покрытая сульфатом кальция, также помещаются в заднюю часть камеры.

Эти два вещества не помогают процессу кипения-замораживания — они помогают поглощать водяной пар, чтобы напорная камера не была повреждена отложениями.

Затем в воду добавляют несколько кусочков твердого кальцита в виде «кипящих стружек», которые не влияют ни на что с точки зрения температуры, но помогают воде кипеть более плавно.

Хорошо, теперь все готово.

Внутри напорной камеры вода не будет кипятиться за счет повышения температуры — вместо этого она будет кипятиться за счет уменьшения давления.

Как объясняет Коди, точка кипения жидкости зависит как от температуры, так и от давления, и чем теплее жидкость, тем выше давление пара.

При 100 градусах Цельсия (нормальная точка кипения воды) давление пара составляет 1 стандартную атмосферу или 0.101325 мегапаскаль (МПа). В этот момент вода начинает испаряться и менять состояние с жидкости на пар (пар).

При комнатной температуре давление водяного пара намного ниже, поэтому вода стабильна и не кипит.

Используя эти принципы, вы можете налить воду комнатной температуры в камеру высокого давления, начать удаление воздуха (следовательно, снизить давление), и через несколько минут температура кипения упадет ниже температуры воды, и вы получите кипение без нагрева. .

«Теоретически, если я продолжу понижать давление, вода должна продолжать кипеть и фактически терять тепло, потому что прыгающие вокруг молекулы воды — самые горячие или те, которые обладают наибольшей кинетической энергией — уйдут в виде газа, оставив остальных в [химическом стакане] холоднее, — говорит Коуди.

На видео выше видно, что когда вода закипает, ее температура фактически опускается до точки замерзания.

Как объясняет физический факультет школы Гарвард-Вестлейк в Калифорнии, когда вы кипятите воду, понижая давление, молекулы, которые остаются в жидком состоянии, передают энергию тем, кто выходит из нее в виде газа.

«Очевидно, молекулы, находящиеся в газообразном состоянии, обладают большей кинетической энергией, чем те, которые не могут преодолеть слабые межмолекулярные взаимодействия», — объясняют они.

«Таким образом, в процессе кипения жидкость постоянно теряет тепло. Продолжая работать, вакуумный насос останавливает давление газообразных молекул от нарастания, позволяя процессу кипения продолжаться. … В конце концов, температура жидкости падает достаточно, чтобы замерзнуть «.

Вот и все. Просмотрите видео полностью, чтобы увидеть, как Коди вскипятил воду настолько твердо, что он даже не может достать ее из стакана.

Физика, ты молодец.

H / T Digg

Информация о реакции на кипящую воду для специалистов общественного здравоохранения

Приказы и уведомления о кипячении воды часто используются учреждениями здравоохранения и предприятиями питьевого водоснабжения в ответ на условия, которые создают возможность биологического загрязнения питьевой воды. Общие причины реакции кипения воды включают потерю давления в распределительной системе, нарушение дезинфекции и другие неожиданные проблемы с качеством воды.Часто это происходит в результате других событий, таких как прорывы ватерлинии, сбои в очистке, отключение электроэнергии, наводнения и другие суровые погодные условия.

Стандартная рекомендация для кипячения воды — ПОЛНАЯ ВАЛКА для ОДНА МИНУТА и ОХЛАЖДЕНИЕ ПЕРЕД ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ . Термин «вращающееся кипение» облегчает общение и обеспечивает достижение эффективной температуры пастеризации для уничтожения или инактивации переносимых водой патогенов. Некоторые агентства рекомендуют кипячение в течение более длительных периодов времени, но это дополнительное время не обязательно и может вызвать ненужную потребность в энергии и повысить безопасность.

Поскольку некоторые пользователи (например, люди с ослабленным иммунитетом) могут быть более восприимчивыми к болезням, вызываемым патогенами, передающимися через воду, должностным лицам общественного здравоохранения необходимо быстро реагировать для решения потенциальных проблем с качеством воды. Однако должностные лица общественного здравоохранения также должны осознавать, что необоснованно тревожат население, вызывая неоправданные экономические потрясения и разрушая общественное мнение о безопасной водопроводной воде. По возможности следует использовать альтернативные методы решения проблем, связанных с качеством воды, такие как изоляция проблемной воды и открытие соединений с соседними системами, чтобы избежать ненужных реакций закипания воды.Более конкретные указания по этим шагам и о том, когда может потребоваться реакция кипячения, приведены в инструкциях и правилах Департамента.

Реакция кипячения НЕ подходит при наличии химического загрязнения. Это может увеличить воздействие химических веществ, таких как нитраты и растворители, из-за концентрации в кипяченой воде или улетучивания в зону дыхания. Кипячение воды также НЕ подходит для устранения грубых загрязнений (например, неочищенные сточные воды или высокая мутность), когда твердые частицы могут снизить эффективность кипячения.В этих условиях необходимо использовать альтернативные источники воды.

ВОДНЫЕ ЗАБОЛЕВАТЕЛИ

Существует множество болезнетворных организмов, которым потребители могут подвергнуться при проглатывании и контакте с зараженной питьевой водой. Наиболее распространенные патогены, которые можно найти в питьевой воде, следующие:

Простейшие: Простейшие — это микроорганизмы, которые могут жить в животных, людях и окружающей среде. Многие простейшие имеют стадии жизненного цикла, включающие цисты и ооцисты.Цисты и ооцисты обычно устойчивы к нормальным уровням остаточного хлора, но их легче дезактивировать с помощью ультрафиолетовой (УФ) дезинфекции. Большинство простейших, включая стадии цисты и ооцисты, будут удалены с помощью устройств для фильтрации воды, способных удалять частицы размером 1 микрон (т. Е. Микрофильтрация). В штате Нью-Йорк о заболеваниях, вызываемых видами Giardia, Cryptosporidium, и амебами, необходимо сообщать в Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк.

Бактерии: Бактерии обычно уничтожаются нормальным остаточным уровнем хлора.Большинство бактерий будет удалено с помощью микрофильтрации («<» 1 микрон), и большинство из них будет эффективно дезактивировано ультрафиолетовой (УФ) дезинфекцией, хотя для некоторых видов могут потребоваться повышенные дозы УФ-излучения. Споры бактерий могут быть устойчивы к нормальным уровням дезинфицирующего средства хлора, а некоторые - к УФ. Мелкие бактерии и споры могут проходить через фильтры на уровне микрофильтрации. Бактерии, которые могут вызывать заболевания, передающиеся через воду, включают Escherichia coli; и виды Salmonella, Vibrio, Shigella, и Camphylobacter.

Вирусы: Вирусы быстро инактивируются нормальным остаточным уровнем хлора. Но их небольшой размер, обычно менее 0,01 мкм, позволяет вирусам проходить через фильтры размером 1 мкм. Кроме того, некоторые вирусы устойчивы к инактивации под воздействием УФ-излучения. Следовательно, обычная фильтрация воды и УФ-дезинфекция могут не обеспечить адекватного лечения от вирусов, а вирусы обычно контролируются с помощью химической дезинфекции. Вирусы, которые могут вызывать заболевания, передающиеся через воду, включают: гепатит A, аденовирусы, гепатит E, энтеровирусы (включая вирусы полиомиелита, эха и Коксаки), ротавирусы и калицивирусы.

КИПЕНИЕ И ПАСТЕРИЗАЦИЯ

Кипящая вода убивает или инактивирует вирусы, бактерии, простейшие и другие патогены за счет использования тепла для повреждения структурных компонентов и нарушения основных жизненных процессов (например, денатурации белков). Варка — это не стерилизация, а точнее пастеризация. Стерилизация убивает все присутствующие организмы, а пастеризация убивает те организмы, которые могут причинить вред человеку. Приготовление пищи — это тоже форма пастеризации.Для того чтобы пастеризация была эффективной, воду или пищу необходимо нагреть, по крайней мере, до температуры пастеризации для рассматриваемых организмов и выдерживать при этой температуре в течение заданного интервала.

Эффективность пастеризации напрямую зависит от температуры и времени. Молоко обычно пастеризуется при 149 ° F / 65 ° C в течение 30 секунд или 280 ° F / 138 ° C в течение как минимум двух секунд. Исследование эффективности пастеризации молока, намеренно зараженного Cryptosporidium , показало, что пять секунд нагревания при 161 ° F / 72 ° C сделали ооцисты неинфекционными.

Хотя некоторые бактериальные споры, обычно не связанные с болезнями, передающимися через воду, способны выжить в условиях кипячения (например, споры клостридий и бацилл), исследования показывают, что патогены, передающиеся через воду, инактивируются или уничтожаются при температурах ниже кипения (212 ° F или 100 ° C). . Сообщается, что в воде пастеризация начинается при температуре 131 ° F / 55 ° C для цист простейших. Аналогичным образом сообщается, что одна минута нагревания до 162/72 ° C и две минуты нагревания до 144/62 ° C сделают ооцисты Cryptosporidium неинфекционными.В других исследованиях сообщается, что вода, пастеризованная при температуре 150 ° F / 65 ° C в течение 20 минут, убивает или инактивирует те организмы, которые могут причинить вред людям. К ним относятся: Giardia, Cryptosporidium, Endameba, яйца червей, Vibrio cholera, Shigella, Salmonella бактерии, вызывающие брюшной тиф, энтеротоксогенные штаммы E. coli, гепатит A и ротавирусы. Также сообщается, что 99,999% уничтожение переносимых водой микроорганизмов может быть достигнуто при 149 ° F / 65 ° C за пять минут воздействия.

Вода будет кипеть при разных температурах в разных условиях (например, при более низких температурах на больших высотах, более высоких температурах в сосудах под давлением), однако эти различия не являются существенным фактором для реакции кипения воды. Вода в открытом сосуде будет кипеть при температуре около 212 ° F / 100 ° C в Нью-Йорке. Даже на вершине Mt. Марси, штат Нью-Йорк, где высота над уровнем моря превышает одну милю, вода кипит при температуре около 203 ° F / 95 ° C и подходит для дезинфекции воды.

ХИМИЧЕСКАЯ ДЕЗИНФЕКЦИЯ

В случаях, когда кипячение воды невозможно или практически невозможно, а альтернативные источники воды недоступны, химическая дезинфекция может быть реальной заменой.Химическая дезинфекция может быть подходящей, когда кипячение невозможно из-за перебоев в подаче электроэнергии, а также является подходящим способом подготовки воды для использования без приема внутрь, например мытья посуды и личной гигиены. Однако химическая дезинфекция сама по себе может быть не такой эффективной, как кипячение, для борьбы с патогенами, поскольку некоторые простейшие, такие как Cryptosporidium в форме цисты, устойчивы к дезинфицирующим средствам на основе хлора и йода.

Не следует полагаться на химическую дезинфекцию для получения воды для проглатывания, когда могут присутствовать высокие уровни загрязнения или высокие уровни простейших или мутность (например,грамм. загрязнение неочищенных сточных вод). В этих условиях необходимо использовать альтернативные источники для любой воды, которую нужно проглатывать или использовать при приготовлении пищи.

Некоторые химические дезинфицирующие средства легко доступны в виде бытовой химии (например, обычный хлорсодержащий отбеливатель без запаха) или в аптеках и магазинах на открытом воздухе (например, настойка йода). Химическую дезинфекцию можно выполнить на месте, добавив определенное количество химического вещества в каждый галлон сомнительной воды и дав воде отстояться в течение достаточного периода контакта перед использованием.Если вода очень холодная, ее следует сначала нагреть или увеличить время контакта. Чтобы уменьшить вкус и запах химических дезинфицирующих средств, воду можно аэрировать по истечении времени контакта, проливая ее туда и обратно между парой чистых емкостей.

Методы дезинфекции с использованием обычной бытовой химии можно найти в разделе «Дезинфекция водопроводной воды». Для дезинфекции отбеливателем следует использовать обычный отбеливатель без запаха. Не следует использовать отбеливатель с запахом, без брызг или брызг из-за добавок в отбеливатель.Кроме того, обычный отбеливатель без запаха Clorox сертифицирован в соответствии со стандартом 60 Национального фонда санитарии (NSF), который регулирует качество и чистоту химикатов, используемых для питьевой воды.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Многие устройства для очистки воды доступны для использования в домах и коммерческих зданиях, но некоторые из них можно считать эффективными для удаления патогенов. Многие из этих устройств практически не влияют на болезнетворные микроорганизмы. Неправильно обслуживаемое или игнорируемое устройство для очистки может фактически добавить биологическое загрязнение в воду, которая проходит через него.

Нецелесообразно оценивать все доступные системы очистки из-за огромного количества доступных на рынке и патентованного характера некоторых процессов. Следующая информация предоставляется в качестве общего обзора для специалистов общественного здравоохранения.

Установки очистки на месте использования производятся и устанавливаются для очистки воды для использования в одном месте. Типичными устройствами в местах использования являются кухонные устройства, которые обрабатывают только воду, которая выходит из кухонного крана, или воду, подаваемую в ближайший льдогенератор.Также существуют ручные очистные сооружения, такие как кувшины для воды с небольшой встроенной фильтрацией или угольный блок. Установленные на кухне устройства в местах использования не будут влиять на потенциальное воздействие загрязнителей воды из раковин, душевых, наружных кранов и т. Д. Часто системы очистки устанавливаются на части водопровода здания, например устройство для смягчения воды на стороне горячей воды, и они также считаются местами использования. Конкретные виды лечения обсуждаются ниже.

Установки очистки на входе применяются там, где вода поступает в жилые или коммерческие здания, и устанавливаются для очистки всей воды, используемой в этом месте.Конкретные виды лечения обсуждаются ниже.

Устройства для смягчения воды и ионообменные устройства — Устройства для смягчения воды и другие устройства ионного обмена неэффективны для удаления патогенных микроорганизмов и никогда не должны использоваться вместо дезинфекции путем кипячения.

Установки для очистки от углерода — Обработка с помощью угля обеспечивает эффективное удаление многих химикатов, но неэффективна для удаления патогенных микроорганизмов и не должна использоваться вместо дезинфекции путем кипячения.В частности, неправильно обслуживаемые углеродные элементы могут фактически увеличить биологическое загрязнение воды, которая проходит через них.

Аэраторы — Установки аэрации и окисления часто используются в домах для очистки воды с неприятным вкусом и запахом, например соединений серы и хлора, а также для контроля нежелательных минералов, таких как железо и марганец. Аэраторы также используются для удаления радона. Они не обеспечивают борьбы с болезнетворными микроорганизмами и никогда не должны использоваться вместо дезинфекции кипячением.

Фильтрация зеленого песка — Установки зеленого песка — это устройства химической обработки, предназначенные для удаления неорганических химикатов путем окисления. Хотя эти устройства называются «фильтрами» и имеют песчаную среду, они не могут использоваться для удаления патогенных микроорганизмов и никогда не должны использоваться вместо дезинфекции путем кипячения.

Физическая / механическая фильтрация — Физическая фильтрация может эффективно удалять патогенные микроорганизмы и широко используется для этой цели на предприятиях водоснабжения.Обратный осмос — это форма фильтрации, в которой используются специальные мембраны, о которых говорится ниже.

Многие устройства для фильтрации воды предназначены для использования в жилых и коммерческих зданиях. В большинстве доступных фильтрующих устройств используются сменные фильтрующие картриджи или мешки, а в некоторых используются мембраны. Способность фильтра удалять патогенные микроорганизмы напрямую зависит от размера пор в фильтрующем материале, качества устройства, а также от эксплуатации и технического обслуживания устройства. Фильтры, рассчитанные на удаление частиц размером один микрон (a.к.а. микрометра, или 10-6 метров) или меньше в диаметре, часто называют микрофильтрами. Фильтры такого размера могут удалить большинство патогенов, переносимых водой (простейшие и большинство бактерий), однако вирусы намного меньше одного микрона и не могут быть должным образом удалены с помощью микрофильтров.

В общественных системах водоснабжения, в которых используются картриджные фильтры в штате Нью-Йорк, используются картриджи, рассчитанные на один микрон абсолюта от стороннего поставщика, и часто используется дезинфицирующее средство с хлором для инактивации вирусов.Абсолютный рейтинг означает, что фильтр удаляет 99,99% твердых частиц для номинального размера, а сертификация сторонним поставщиком (например, NSF, WQA или UL) на этот уровень производительности повышает надежность работы, а также качество оборудование и материалы. Номинальный рейтинг картриджей или другие критерии рейтинга, предоставляемые производителями, различаются от каждого производителя и часто не соответствуют этому стандарту.

Обратный осмос — Обратный осмос (RO) — это форма фильтрации, при которой вода под давлением пропускается через специальную мембрану.Поры в мембранах имеют такой размер, что молекулы воды проходят, но все частицы, а также более крупные молекулы удаляются. Фильтры этого типа часто оценивают по размеру молекул, а не по микронам. Установка обратного осмоса способна удалять все патогенные микроорганизмы, передающиеся через воду, и может считаться приемлемым заменителем дезинфекции путем кипячения, если она сертифицирована в соответствии со стандартом ANSI / NSF 058 для «Удаление кисты», и находится под контролем и находится под контролем сертифицированной системы очистки воды оператор установки или квалифицированный нефролог (т.е. техник-диализ). Однако, поскольку установки обратного осмоса склонны к засорению при повышенных уровнях мутности, непрерывная работа во время кипения воды может быть затруднена без соответствующей предварительной обработки.

Следует отметить, что большинство установок обратного осмоса также оснащены угольными фильтрами предварительной очистки для защиты мембран от хлора и крупных твердых частиц.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА

Заблаговременная подготовка является ключом к эффективной реализации мер по борьбе с кипячением в качестве меры защиты здоровья населения.Чтобы помочь в этом, Бюро охраны водоснабжения подготовило серию контрольных списков и часто задаваемых вопросов (FAQ), в которых рассматриваются проблемы, возникающие при закипании воды. Эти документы были подготовлены для различных целевых аудиторий и должны использоваться персоналом общественного здравоохранения для ответов на вопросы и в качестве информационных раздаточных материалов для общественности. У некоторых потребителей воды будут проблемы, которые рассматриваются более чем в одном из этих часто задаваемых вопросов (например, больницы, которые также являются предприятиями общественного питания).

Другие дополнительные средства подготовки, которые могут помочь как коммунальным службам, так и специалистам общественного здравоохранения обеспечить эффективное выполнение мер реагирования на кипячение, включают:

• Точная идентификация и отображение зон обслуживания
• Предварительная идентификация критически важных пользователей (например, больниц, школ, детских садов, домов престарелых / домов престарелых, медицинских кабинетов)
• Контактная информация для критически важных пользователей (действительна в нерабочее время / 24 часа в сутки)
• Контактная информация для государственных СМИ (радио, газета, телевидение)
• Контакты аварийной системы водоснабжения (действительны в нерабочее время / 24 часа в сутки)
• Актуальные планы аварийного реагирования на водоснабжение
• Контактная информация сертифицированных навалочных грузовиков в этом районе

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ВОДЫ

Кипячение — самый надежный метод дезинфекции питьевой воды, который может использовать население, и он должен быть первым вариантом дезинфекции на месте.Однако кипячение воды не всегда возможно или практично. Перебои в подаче электроэнергии могут привести к тому, что потребители не смогут кипятить, а кипячение может оказаться непрактичным для удовлетворения некоторых потребностей в воде. Если потребности критичны и не могут быть прекращены, могут потребоваться альтернативные источники воды или другие методы дезинфекции. Как правило, воду, используемую населением для питья и приготовления пищи во время события кипячения воды, следует получать в следующем порядке предпочтения, в зависимости от области воздействия и конкретных условий происшествия:

• Кипяченая (а затем охлажденная) водопроводная вода
• Вода в бутылках (сертифицирована для распространения в Нью-Йорке)
• Альтернативное общественное водоснабжение (вода из другого общественного водопровода, не работающего в соответствии с уведомлением о кипячении)
• Налив воды, организованный водоканалом или аварийной службой
• Вода химически дезинфицирована на месте

Придорожные источники не являются надежным источником безопасной питьевой воды, так как они редко подвергаются контролю и никто не отвечает за их безопасность.Придорожную родниковую воду, которая используется для питья или приготовления пищи, перед употреблением следует кипятить (а затем охлаждать).

Химическая дезинфекция имеет ограниченную эффективность и не подходит для очень мутной (мутной) воды или там, где могут присутствовать неочищенные сточные воды или другие фекалии. В этом случае используйте только альтернативный источник воды. Более подробно химическая дезинфекция обсуждается в предыдущем разделе.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ

Когда реакция закипания воды закончилась, действия по восстановлению, необходимые в местах потребления, часто упускаются из виду.Загрязненная вода может оставаться в водопроводных линиях, резервуарах, льдогенераторах и другом оборудовании и может вызвать заболевание потребителей. Информация должна быть предоставлена ​​потребителям, чтобы информировать их о необходимости промывать и / или дезинфицировать трубы, резервуары и оборудование. Никакой единый набор рекомендаций по промывке или дезинфекции не может применяться ко всем пользователям, однако в Департаменте доступны контрольные списки и информационные бюллетени, чтобы помочь потребителям реализовать последние защитные меры, необходимые для обеспечения возврата к питьевой воде.

ССЫЛКИ

1.Ciochetti, D.A., and R.H. Metcalf. 1984. Пастеризация естественно загрязненной воды солнечной энергией. Прил. Environ. Microbiol. 47: 223-228 [Аннотация / Полный текст].

2. Файер Р. 1994. Влияние высокой температуры на инфекционность ооцист Cryptosporidium parvum в воде. Прил. Environ. Microbiol. 60: 2732-2735

3. Харп, Дж. А., Р. Файер, Б. А. Пеш и Дж. Дж. Джексон. 1996. Влияние пастеризации на инфекционность ооцист Cryptosporidium parvum в воде и молоке.Прил. Environ. Microbiol. 62: 2866-2868

4. Меткалф Р. Х. 1995. Неопубликованные данные.

5. Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк, Центр гигиены окружающей среды. Пункт руководства по гигиене окружающей среды — WSP 22, Приказы и уведомления о кипячении.

6. Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк, Центр гигиены окружающей среды. Уведомления о заказах на кипячение воды — информационный бюллетень для поставщиков коммунальной воды.

7. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Руководство по очистке питьевой воды и санитарии для сельской местности и путешествий.Доступно по адресу: http://www.cdc.gov/healthywater/drinking/travel/backcountry_water_treatment.html

8. Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк, Центр гигиены окружающей среды. Готовность к наводнению. Доступно по адресу: http://www.health.state.ny.us/environmental/emergency/flood/

Почему кипящая вода издает шум, а затем становится тише?

Сегодняшняя серия животрепещущих вопросов, мои умные ответы и реальная сделка:

Вопрос: Вы знаете, как когда горшок с водой начинает закипать, он «поет» и издает звук, который становится громче по мере приближения воды. температура кипения, затем становится мягче (ниже) в объеме, когда она начинает кипеть? Что вызывает шум? И почему он уходит при закипании?

Мой ответ: Как человек по имени Бойл, я думаю, что меня спровоцировал этот вопрос.Много шуток про «кипение» на протяжении многих лет, ребята. Много …

Реальный ответ: Честно говоря, я никогда не задумывался об этом, но это интересная тема.

«То, что на самом деле происходит, удивительно запутано», — сообщил по электронной почте Кайл Хесс, координатор лаборатории общей химии Университета Западной Каролины.

Пристегнитесь, потому что это немного усложняется. Имея это в виду, Гесс давал как короткие, так и длинные ответы. Бонусные баллы, если вы прочтете и сложную.

Последний ответ Мужчина: Микропластики в местной воде? Во Французской Широкой?

«(относительно) короткий ответ: если мы говорим ТОЛЬКО о шуме, он обычно достигает пика при средней температуре воды 70 градусов по Цельсию (158 градусов по Фаренгейту), и это в основном вызвано размером пузырьков водяного пара. (которые становятся больше при более высоких температурах), образующиеся на дне кастрюли / чайника, и разница в температуре между водой, касающейся горячей поверхности кастрюли, и водой над этой поверхностью », — сказал Хесс.

Уже есть у нас?

«Вода закипает снизу вверх, и более мелкие и горячие пузырьки, содержащие пар на дне кастрюли, сжимаются более холодной водой наверху, в результате чего они быстро лопаются на дне кастрюли и производят шум, который слышал, — продолжил Гесс. «Поскольку температура всей воды продолжает повышаться, эти пузырьки пара могут расширяться при меньшем сжатии, и в конечном итоге эти пузырьки пара могут подниматься на поверхность и лопаться там, что приводит к изменению высоты звука и интенсивности, которые слышится при катящемся фурункуле.

Мы все можем сожалеть об этом, но давайте перейдем к более подробному ответу.

«При первом кипячении воды нагревательный элемент и кастрюля / чайник нагреваются очень быстро как хорошие проводники тепла, но передача тепла воде замедляется. медленнее и менее эффективно », — сказал Гесс.« Источник теплопередачи к воде (в данном случае преимущественно нагревательный элемент на дне и, в меньшей степени, на дне и стенках кастрюли) заставляет воду нагреваться от со временем снизу вверх, в результате чего вода на дне кастрюли становится более горячей, а наверху — более прохладной.Когда вода нагревается, в кастрюле появляются пузырьки двух типов ».

Эй, мы на этой глубине. Позвольте Гессу описать несколько пузырей. Два типа пузырьков:

« 1. Большие пузырьки, которые появляются, медленно поднимаются к вершине и лопаются, на самом деле вовсе не водяной пар. Точно так же, как ионы металлов могут быть в «жесткой воде», также очень часто встречаются газы, растворенные в воде. Чаще всего это азот и кислород, что отражается в составе нашей атмосферы, но есть и другие инертные газы.Эти газы становятся менее растворимыми в воде при повышении температуры, а это означает, что по мере нагревания воды газ начинает выходить из нее, что приводит к появлению больших пузырьков, которые наблюдаются до того, как вода фактически закипит.

«2. Есть также более мелкие пузырьки, которые начинают появляться на дне кастрюли, и это результат того, что вода достигает точки кипения на поверхности кастрюли, но задерживается под более холодной водой, которая находится наверху. Эти пузырьки пара имеют тенденцию быть более быстрыми и обычно быстро лопаются на дне кастрюли при более низких температурах.«

Последний тип пузыря, — сказал Хесс, — это то, что обычно вызывает описанный шум».

Я здесь слишком многому учусь, но у Гесса было несколько действительно хороших вещей о повседневных горшках, которые мы используем, и их безопасности.

Другой недавний ответчик: 1000 долларов за поездку на машине скорой помощи? Пыль от сноса памятника Вэнсу?

«Большинство кастрюль и чайников имеют« щетку »или текстуру на дне, чтобы способствовать образованию пузырьков пара, — сказал он. отмечая, что они называются «центрами зарождения».«

Почему они сделаны именно так?

» Ответ заключается в том, что это проблема безопасности — гладкие поверхности могут вызвать повышение температуры воды до температуры кипения, не позволяя воде уйти в виде газа, и результат может быть внезапным и — резкое преобразование горячей воды в горячий пар, что может привести к разбрызгиванию горячей воды и ожогам или даже к движению и вибрации кастрюли, что может привести к разливу », — сказал Хесс.

Затем он вернулся к пузырькам пара.

» Когда существует такой температурный градиент, что вода на дне кастрюли достигает точки кипения, а вода наверху холоднее, на поверхности кастрюли образуются пузырьки пара, но они, кажется, быстро лопаются », — сказал Хесс.«Они делают это, потому что эти пузырьки пара встречаются с более холодной водой над (и в меньшей степени вокруг) пузырьками, которые сжимают их, заставляя их лопнуть на дне кастрюли».

«В точке, где многие из этих пузырей образуются и быстро лопаются, вы начинаете слышать постоянный звон пузырей, лопающихся о дно горшка», — продолжил Хесс. «Однако по мере того, как вода над поверхностью нагрева становится более горячей, молекулы воды начинают двигаться быстрее, что позволяет пузырькам пара увеличиваться в размерах, прежде чем лопнуть на дно кастрюли, вызывая изменение слышимого звука.«

Да, он продолжил еще немного, и допустил бессовестный каламбур.

Подробнее: Почему не больше крошечных домов в Эшвилле, Банкомб?

» В конце концов, пузыри пара перестают лопаться на дне кастрюли. , и начинают подниматься в кипящей воде, позволяя им лопаться в основном на поверхности (но иногда между дном и верхом воды), — сказал Гесс. — К чему все это сводится (если вы простите за каламбур), состоит в том, что пузырьки пара больше не лопаются на дне кастрюли, что в целом делает звук взрыва НАМНОГО тише, так как звуковые всплески теперь смягчаются водой и воздухом, а не более резким и непрекращающимся звуком, вызываемым разрывами, ударяющими по твердому телу. .«

Получил все это? Совершенно уверен, что мой мозг просто вскипел.

Это мнение Джона Бойла. Чтобы задать вопрос, свяжитесь с ним по телефону 232-5847 или [email protected]

Salt in вода ›Великие моменты науки доктора Карла (ABC Science)

Доктор Карл ›Великие моменты в науке доктора Карла

Когда дело доходит до фастфуда дома, идеально подходят макаронные изделия. Но действительно ли добавление щепотки соли готовит его быстрее? Доктор Карл был на кухне и разогревал.

Карл С. Крушельницкий

Если вы посмотрите, как кто-то готовит макароны, вы почти всегда увидите, как они добавляют в воду немного соли. Когда вы спросите, почему, они ответят, что добавляют соль либо для улучшения вкуса, либо для того, чтобы вода закипела при более высокой температуре, чтобы макароны готовились быстрее.

Когда вы добавляете тепло к воде, вы превращаете жидкую воду в пар. Пар расширяется и при этом должен отталкиваться от окружающей атмосферы. Вот почему вода не всегда кипит при 100 ° C.

На больших высотах атмосферное давление низкое, поэтому вода закипает при более низкой температуре. В Гималаях я видел, как наши носильщики доводили воду до кипения и добавляли спагетти, но они никогда не готовились полностью. Мы были на высоте примерно 3658 метров над уровнем моря.

На этой высоте температура кипения воды составляет всего 88 ° C. Независимо от того, как долго они кипятили воду, она никогда не становилась горячее, чем 88 ° C, поэтому макароны всегда были немного хрустящими.

Противоположная ситуация происходит внутри скороварки.Давление значительно выше атмосферного, поэтому вода не закипит, пока не достигнет 120 ° C. Эта более высокая температура действительно ускоряет приготовление.

Утверждение состоит в том, что добавление соли в воду делает то же самое. Это увеличивает температуру, при которой вода закипает, что, как предполагается, позволяет быстрее приготовить макароны.

Вода — это очень распространенная, но очень необычная жидкость. Это заставляло физиков и химиков гадать последние полтора века.Это большое достижение для такого простого химического вещества, в котором всего два атома водорода связаны всего с одним атомом кислорода.

Сначала сравните H 2O с другими подобными жидкостями. Самый простой способ сделать это — использовать Периодическую таблицу элементов и посмотреть на элементы, похожие на кислород, а затем соединить их с водородом. Эти химические вещества оказываются H 2S, H 2Se, H 2Te. Эти химические вещества имеют очень низкие температуры кипения, но H 2O идет вразрез с тенденцией. Вы можете предсказать (по графику), что его температура кипения будет -50 ° C, а вместо этого + 100 ° C.Это на 150 ° C выше, чем ожидалось.

Вторая странность воды заключается в том, что по мере ее охлаждения она становится более плотной (чего и следовало ожидать), пока не достигнет 4 ° C. Затем она становится менее плотной. Это очень необычное поведение до сих пор не объяснено.

В-третьих, мы до сих пор не совсем понимаем, как кипит вода. Молекула воды имеет форму микроскопического прямоугольного бумеранга. В середине буквы «V» есть отрицательно заряженный атом кислорода и два положительно заряженных атома водорода, по одному на каждом конце плеч бумеранга.

В обычной воде молекулы H 2O толкаются, пока положительный заряд одной молекулы не притянет отрицательный заряд другой. По мере того, как вы нагреваете воду, вы вкладываете в систему больше энергии, и эти положительно-отрицательные связи притяжения начинают разрушаться.

Удивительно, но кажется, что когда эти связи притяжения разрываются, они создают микроскопическую полость, полностью свободную от молекул воды. Более мелкие полости сливаются, образуя более крупные полости, что, в свою очередь, каким-то образом приводит к тому, что молекулы воды вырываются в атмосферу.Да, ребята, мы достигли точки кипения.

И да, добавление соли в воду меняет положение вещей. В чистой воде все молекулы воды хорошо организованы. Когда вы добавляете немного соли, ее молекулы могут блуждать почти беспорядочно. Эти дополнительные молекулы увеличивают беспорядок, и это «волшебным образом» увеличивает температуру, при которой вода закипает. (Если вы хотите узнать больше, посмотрите любой учебник по физике за второй год по фазовому равновесию и уравнению Клаузиуса-Клапейрона.)

Итак, соль увеличивает температуру кипения, но не намного.Если вы добавите 20 граммов соли в пять литров воды вместо кипячения при 100 ° C, она закипит при 100,04 ° C.

Значит, большая ложка соли в кастрюле с водой повысит температуру кипения на четыре сотых градуса! Таким образом, добавление соли в воду не приведет к быстрому приготовлению макаронных изделий — если ваши часы не откалиброваны в микросекундах.

Если вы так сильно спешите, вам следует бежать с макаронами к обеденному столу, а не идти пешком. Просто будьте счастливы, зная, что соль улучшает вкус.наверх

Опубликовано 12 апреля 2007 г.

© 2021 ООО «Карл С. Крушельницкий»

Электронная почта ABC Science

Используйте эти ссылки в социальных сетях, чтобы поделиться Соль в воде .

Используйте эту форму, чтобы отправить электронное письмо «Соль в воде» своему знакомому:
https://www.abc.net.au/science/articles/2007/04/12/1894612.htm?

Как определить точку кипения с помощью давления

Обновлено 14 декабря 2020 г.

Карен Дж. Блаттлер

«Горшок под присмотром никогда не закипает» может показаться абсолютным трюизмом при приготовлении, но при правильных обстоятельствах кастрюля закипает еще быстрее чем ожидалось.Будь то поход или химия, предсказать точку кипения может быть непросто.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Определение точки кипения на основе давления может быть выполнено с помощью уравнений, оценок, номограмм, онлайн-калькуляторов, таблиц и графиков.

Что такое точка кипения

Кипение происходит, когда давление пара жидкости равно давлению воздуха в атмосфере над жидкостью. Например, на уровне моря вода закипает при 212 ° F (100 ° C).По мере увеличения высоты количество атмосферы над жидкостью уменьшается, поэтому температура кипения жидкости снижается. Как правило, чем ниже атмосферное давление, тем ниже температура кипения любой жидкости. Помимо атмосферного давления, на точку кипения влияет молекулярная структура и притяжение между молекулами жидкости. Жидкости со слабыми межмолекулярными связями кипят, как правило, при более низких температурах, чем жидкости с сильными межмолекулярными связями.

Расчет точки кипения

Расчет точки кипения на основе давления можно выполнить по нескольким различным формулам.oC) +32

, где T означает температуру. Что касается атмосферного давления, единицы давления не учитываются, поэтому то, какие единицы измерения используются, будь то мм рт. Ст., Бар, фунт / кв. Дюйм или другие единицы, менее важно, чем быть уверенным, что все измерения давления являются одними и теми же единицами.

Одна формула для расчета точки кипения воды использует известную точку кипения на уровне моря, 100 ° C, атмосферное давление на уровне моря и атмосферное давление во время и на высоте, где происходит кипение.o \ text {C / mmHg}

можно использовать для определения неизвестной температуры кипения воды.

В этой формуле BPcorr означает точку кипения на уровне моря, BPobs — неизвестную температуру, а Pobs — атмосферное давление в данном месте. Значение 760 мм рт. Ст. — стандартное атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба на уровне моря, а 0,045 ^o C / мм рт. Ст. — приблизительное изменение температуры воды на каждый миллиметр ртутного столба при изменении давления.

Если атмосферное давление равно 600 мм рт. Ст. И точка кипения при этом давлении неизвестна, тогда уравнение принимает вид

100 ° \ text {C} = BP_ {obs} — (600 \ text {мм рт. Ст.} -760 \ text { мм рт. ст.}) \ умножить на 0.045 ° \ text {C / мм рт. Ст.}

Вычисление уравнения дает:

100 ° \ text {C} = BP_ {obs} — (- 160 \ text {мм рт. Ст.}) \ Times 0,045 ° \ text {C / мм рт. } = BP_ {obs} +7,2

Единицы измерения мм рт. Ст. Компенсируют друг друга, оставив единицы измерения в градусах Цельсия. Решенное для точки кипения при 600 мм рт. Ст. Уравнение принимает следующий вид:

BP_ {obs} = 100 ° \ text {C} -7,2 ° \ text {C} = 92,8 ° \ text {C}

Итак, точка кипения воды при 600 мм рт. ст., на высоте примерно 6400 футов над уровнем моря, будет 92.8 ° C, или:

92,8 \ times \ frac {9} {5} + 32 = 199 ° \ text {F}

Уравнения для расчета точки кипения

В приведенном выше уравнении используется известное давление и взаимосвязь температуры с известным изменением температуры с изменением давления. Другие методы расчета точек кипения жидкостей на основе атмосферного давления, такие как уравнение Клаузиуса – Клапейрона:

\ ln {\ frac {P_1} {P_2}} = — \ frac {L} {R} \ times (\ frac { 1} {T_1} — \ frac {1} {T_2})

учтите дополнительные факторы.В уравнении Клаузиуса-Клапейрона, например, уравнение включает натуральный логарифм (ln) начального давления, деленный на конечное давление, скрытую теплоту (L) материала и универсальную газовую постоянную (R). Скрытая теплота связана с притяжением между молекулами, свойством материала, которое влияет на скорость испарения. Материалы с более высокой скрытой теплотой требуют больше энергии для кипения, потому что молекулы имеют более сильное притяжение друг к другу.

Оценка точки кипения

В общем, падение точки кипения воды можно приблизительно определить по высоте.На каждые 500 футов увеличения высоты точка кипения воды падает примерно на 0,9 ° F.

Определение точки кипения с помощью номограммы

Номограмма также может использоваться для оценки точек кипения жидкостей. Номограммы используют три шкалы для определения точки кипения. Номограмма показывает шкалу температуры точки кипения, температуру точки кипения по шкале давления на уровне моря и общую шкалу давления.

Чтобы использовать номограмму, соедините два известных значения с помощью линейки и прочтите неизвестное значение на третьей шкале.Начните с одного из известных значений. Например, если известна точка кипения на уровне моря и известно барометрическое давление, соедините эти две точки линейкой. Продолжение линии от двух связанных известных значений показывает, какой должна быть температура точки кипения на этой высоте. И наоборот, если температура точки кипения известна и точка кипения на уровне моря известна, используйте линейку, чтобы соединить две точки, продолжая линию, чтобы найти барометрическое давление.

Использование онлайн-калькуляторов

Несколько онлайн-калькуляторов показывают температуру кипения на разных уровнях.Многие из этих калькуляторов показывают только взаимосвязь между атмосферным давлением и температурой кипения воды, но другие показывают дополнительные общие соединения.

Использование графиков и таблиц

Были разработаны графики и таблицы точек кипения многих жидкостей. В таблицах температура кипения жидкости указана для различных значений атмосферного давления. В некоторых случаях в таблице указана только одна жидкость и точка кипения при различных давлениях. В других случаях могут отображаться несколько жидкостей с разным давлением.

На графиках показаны кривые точки кипения в зависимости от температуры и барометрического давления. Графики, как и номограмма, используют известные значения для построения кривой или, как в случае с уравнением Клаузиуса-Клапейрона, используют натуральный логарифм давления для построения прямой линии. Графическая линия показывает известные зависимости точки кипения для заданного набора значений давления и температуры. Зная одно значение, проследуйте от линии значения к графику зависимости давления от температуры, затем поверните к другой оси, чтобы определить неизвестное значение.

Рекомендации по кипячению воды: 4 стадии до кипения

13 февраля 2018 / Рик Артер / Без рубрики / 0 комментариев

Это может показаться самой простой задачей в мире… кипячением воды. Однако, когда мы используем ярлыки и пытаемся упростить простые задачи, могут случиться неприятности. Когда дело доходит до кипячения воды, здесь нет ярлыков (ну, есть … но это другой пост!).

Итак, как я могу узнать, что у меня достаточно кипяченой воды, когда выдается рекомендация по кипячению, особенно если я кипячу воду в кастрюле, а не в чайнике с триггером кипения?

Есть 4 стадии кипячения воды:

1. Медленное кипячение — ранняя стадия, когда температура еще относительно низкая.В горшке очень мало активности. На дне горшка образуются крошечные пузырьки. Вы увидите, как пар начинает выходить из верхней части воды и, возможно, один или два странных пузырька начинают выходить в воду.
2. Варить на медленном огне — Температура меняется с низкого на средний. На дне кастрюли меньше пузырьков, и больше они попадают в воду в виде нежных пузырей.
3. Быстрое кипячение — переход от среднего к средне-сильному огню. В воде более агрессивные пузыри, но они все еще относительно маленькие.
4. Вращающееся кипение — Сейчас на сильном огне. По всей поверхности горшка перекатывается множество больших пузырей. На этом этапе рекомендуется кипятить воду в течение одной минуты, прежде чем она будет считаться безопасной для употребления во время рекомендации по кипячению воды.

Убедитесь, что вы прошли все 4 этапа во время рекомендации по кипячению воды, не останавливайтесь, когда увидите маленькие пузырьки.

Береги себя. Будь готов.

Загрузите приложение Alertable

Автор: Рик Артер

Рик является генеральным директором Public Emergency Alerting Services Inc (PEASI) и отвечает за управление платформой и службами Alertable.