Bude se při vaření vody na sporáku významně lišit teplota páry s teplotou hořáku?
Argument osoby A: Takže jakmile jednotlivé molekuly vody dosáhnou 100 ° C / 212 ° F, stanou se výpary. Molekuly vody v hrnci jsou < 100 ° C; molekuly vody ve vzduchu jsou> 100 ° C. Obecně by jediným způsobem, jak ohřát vodní páru na podstatně více než 100 ° C, bylo zachytit vodní páru. Ve velké kuchyni stoupá vodní pára poměrně rychle a dostává se dostatečně daleko od Během prvních několika sekund, kdy se z molekuly stane pára, může být pára stále dostatečně blízko k hořáku, aby se stala o něco více než 100 ° C (101 ° C), ale obecně, bez ohledu na teplotu hořáku, molekuly vody unikne při 100 ° C a při velké místnosti nedosáhne teploty výrazně nad 100 ° C.
Argument osoby B: U teplejšího hořáku je voda v hrnci teplejší a ve výsledku molekuly vody, které se stanou párou – a vybublají ze dna nádoby – přenášejí méně tepla na okolní vodu na svém w ay do horní části hrnce a nechejte ho horkější.
Nebo mají osoby A a B jen špatné znalosti fyziky?
Komentáře
- Osoba A má pravdu. Když voda za normálních podmínek dosáhne bodu varu, její teplota se nebude dále zvyšovat a jakékoli další teplo, které se na ni přenese, jde do varu vody, překonejte latentní teplo .
- Jste Charles Woodson, který hrál za U of M, vyhrál Heisman Trophy, hrál za Oakland Raiders a nyní je analytikem ESPN?
- Když se řekne “ molekuly vody ve vzduchu jsou > 100C „, máte na mysli “ ve vzduchu obecně “ nebo “ ve vzduchu nad vroucí vodou „? Interpretoval jsem to jako první možnost, což se odráží v mé aktuální odpovědi a mělo by být v případě potřeby opraveno.
- Pára opouštějící vodu je při hladině moře 100 ° C. Při jiné nadmořské výšce / tlaku se bude lišit. Také v případě, že kapalinou v hrnci není čistá voda a obsahuje další těkavé látky, bude možnou teplotou varu azeotropu teplota páry. Pokud byste měli v hrnci pivo, měl by azeotrop vody a ethanolu asi 78 ° C.
- @KalleMP, lidé ‚ obvykle nevaří vícesložkové směsi v pod širým nebem na jejich kuchyňském sporáku. Pivo má také přibližně 5% ethanolu a voda-ethanol-azeotrop je 95% ethanol-5% vody. Takový azeotrop byste nezjistili ‚ dlouho, protože by se ethanol rychle vypařil.
Odpovědět
A i B se mírně mýlí. „Bod varu“ vody je teplota, při které v rovnováze existuje pára a kapalina, a prudký var varné konvice s vodou na sporáku naznačuje nedostatek rovnováhy. Každá parní bublina, která se rozšiřuje, jak stoupá ze dna nádoby, hromadí páru z okolní kapaliny (nezůstává konstantní objem).
Takže, A je mylné si myslet, že existuje rovnováha- ukazatel teploty ve varném kotli. Jedna molekula se může stát parou pouze na vodní hladině nebo prací proti povrchovému napětí a tlaku vody tím, že rozšíří průměr bubliny. Pokud je práce dokončena a zanechává nekondenzovanou vodní páru, musela být teplejší než „teplota varu“.
A pokud je B naivní, když si myslí, že teplota mimo hrnec je důležitá pro stanovení teploty uvnitř .
Odpařování vody je chladič, který je více než schopný ochladit kov, je možné, že vyšší vnější teplota změní var se čtyřmi proudy bublin na podobný var s osmi proudy bublin. Více tepla nezaručuje vyšší teplotu, pouze vyšší tepelný tok.
Pokud jde o „výrazně vyšší“ teplotu bublin, která vyžaduje posouzení. Pozorování malých bublin, které se rozšiřují, jak stoupají, znamená, že existuje význam, protože je to pozorovatelné.
Komentáře
- Vaření je ještě komplikovanější než toto. Dobré shrnutí.
Odpověď
Aby došlo k fázové změně z kapaliny na páru, musí voda uvolněte latentní teplo o 100 stupňů Celsia. Teplejší hořák nezvýší teplotu latentního tepla vodní páry při fázové změně (bodu varu) vody.
Pokud je však hořák dostatečně velký na to, aby vytápěl celou místnost a místnost je uzavřená, mohl by zvýšit teplotu vodní páry již ve vzduchu přenosem citelné teplo z hořáku na vzduch v místnosti.
Jak teplota místnosti stoupá, tlak nasycených par uvnitř místnosti by také vzrostlo a molekuly vodní páry ve vzduchu by se pohybovaly s větší kinetickou energií a zvyšovaly by jejich teplotu. Aby hořák zvýšil teplotu vodní páry v okolním vzduchu, musel by být prostor uzavřen. Jinak by se tlak nasycených par nezvýšil a nezvýšila by se ani teplota vodní páry.
Odpověď
Varná konvice Jakmile voda začne vřít, působí jako regulátor teploty. Pokud hořák nemá žádné další prostředky pro přenos tepla do páry nad vodou, nezvyšuje teplotu, ale ve skutečnosti rychle klesá, protože často zaznamenáte kondenzaci v horní části hrnce.
Pokud jste chtěli vytvořit páru nad 100 $ ^ o C $, musíte použít další ohřev nad vodu jiným hořákem / ohřívačem.
Odpověď
Osoba A má v zásadě pravdu, s výjimkou, že molekuly vody ve vzduchu nejsou při teplotě 100 ° C nebo vyšší, ale při pokojové teplotě, protože jsou (údajně) v rovnováze s ostatními složkami vzduchu. Pamatujte, že i při pokojové teplotě se voda mění na páru: toto > odpařování je to, co způsobí, že kaluže na chodníku nakonec po dešti zmizí.
Podporující osoba A jsou měření prováděná v kuchyňských experimentech které potvrzují vodní tem teplota nepřesáhne 100 ° C ani velmi blízko ke spodnímu povrchu.
Pokud předehřejete hrnec alespoň na 200 ° C a vložíte do něj trochu vody, dostanete Leidenfrostův efekt , tj. kapky budou chvíli plavat na polštáři páry. S větším množstvím vody se bude rozstřikovat parami, které mohou být částečně nad 100 ° C dostatečně blízko horkému povrchu.
Komentáře
- Jak můžete říct, že molekuly vody ve vzduchu nejsou 100 ° C, když pára stoupající z hrnce zjevně ještě není v rovnováze s okolním vzduchem?
- Je to ‚ záležitost interpretace toho, co má na mysli “ ve vzduchu „. Chápu to tak, že myslel “ vzduch “ obecně „, ale i nad hladinou vroucí vody nezíska ‚ nad 100 ° C.
- Rovněž nebude mít pokojovou teplotu, jak můžete snadno ověřit tak, že budete držet ruku přímo nad vařičem.
- Opakuji: chápu, že OP znamenalo “ vzduch obecně „, ne nad vroucí vodou; jen oni mohou říct, co tím mysleli.
- @stafusa Je to ‚ zcela jasné, co tím myslel, protože použil výraz “ pára „, nejen pára. Pára v tomto kontextu do značné míry obecně odkazuje na viditelnou mokrou (přesycenou) páru, kterou dostanete přes vařící hrnec.