Vil dampens temperatur variere betydeligt med brænderens temperatur, når der koges vand på en komfur?
Person As argument: Så når individuelle vandmolekyler når 100C / 212F, bliver de dampe. Vandmolekylerne i puljen er < 100C; vandmolekyler i luften er> 100 ° C. Generelt er den eneste måde at opvarme vanddampen til betydeligt mere end 100 ° C at fange vanddampen. I et stort køkken stiger vanddampen ret hurtigt og kommer tilstrækkeligt langt væk fra inden for de første par sekunder, hvor molekylet bliver damp, kan dampen stadig være tæt nok på brænderen til at blive lidt mere end 100 ° C (101C?), men generelt uanset temperaturen på brænderen, vandmolekylerne vil flygte ved 100 ° C og vil ikke nå en temperatur markant over 100 ° C, givet et stort rum.
Person Bs argument: Med en varmere brænder er vandet i gryden varmere og som et resultat vandmolekyler, der bliver damp – og bobler op fra bunden af gryden – overfører mindre varme til det omgivende vand på deres w ay til toppen af gryden og efterlad som varmere damp.
Eller har personer A og B bare en dårlig forståelse af fysik?
Kommentarer
- Person A er korrekt. Under normale forhold, når vand når kogepunktet, stiger temperaturen ikke yderligere, og enhver ekstra varme, der overføres til det, går i kogende vand, overvinde latent varme .
- Er du Charles Woodson, der spillede for U of M, vandt Heisman Trophy, spillede for Oakland Raiders og nu er ESPN-analytiker?
- Når du siger ” vandmolekylerne i luften er > 100C “, du mener ” i luften generelt ” eller ” i luften over det kogende vand “? Jeg fortolkede, at det var den første mulighed, hvad der afspejles i mit nuværende svar, og som skal rettes, hvis det er nødvendigt.
- Dampen, der forlader vandet, ligger ved 100 ° C ved havoverfladen. Ved en anden højde / tryk vil den variere. Også hvis væsken i gryden ikke er rent vand og indeholder andre flygtige stoffer, vil et muligt azeotropkogepunkt være dampens temperatur. Hvis du havde øl i gryden, ville vand-ethanol-azeotropen være omkring 78 ° C.
- @KalleMP, folk koger ‘ ikke almindeligt multikomponentblandinger i den fri luft på deres køkkenovn. Øl har også ca. 5% ethanol, og vand-ethanol-azeotropen er 95% ethanol-5% vand. Du ville ikke ‘ ikke opdage en sådan azeotrop længe, fordi ethanolen hurtigt kogte af.
Svar
Både A og B er lidt forkerte. Vandets “kogepunkt” er den temperatur, hvor damp og væske eksisterer ved ligevægt, og kogepunktet af en gryde med vand på komfuret indikerer en mangel på ligevægt. Hver dampboble, der ekspanderer, når den stiger op fra bunden af gryden, akkumulerer damp fra den omgivende væske (forbliver ikke konstant volumen).
Så A er forkert at tro, at der er en ligevægt- temperaturindikation i kogepanden. Et enkelt molekyle kan kun blive damp ved vandoverfladen eller ved at arbejde mod overfladespænding og vandtryk ved at udvide diameteren på en boble. Hvis arbejdet er udført med efterladning af ukondenseret vanddamp, skal det have været varmere end “kogepunktet”.
Og hvis B er naiv i at tro, at temperaturen uden for potten er vigtig for at bestemme temperaturen indeni .
Fordampning af vand er en kølelegeme, der er mere end i stand til at afkøle metallet. Det kan bare være, at højere ydre temperatur forvandler en kog med fire strømme af bobler til en lignende kog med otte strømme af bobler. Mere varme garanterer ikke højere temperatur, bare højere varmestrøm.
Hvad angår “signifikant højere” temperatur på boblerne, kræver det vurdering. Observation af små bobler, der ekspanderer, når de stiger, betyder, at der er betydning, fordi det kan observeres.
Kommentarer
- Kogning er endnu mere kompliceret end dette. God opsummering.
Svar
For at der skal ske en faseændring fra væske til damp, skal vand være frigør latent varme på 100 grader celsius. En varmere brænder hæver ikke den latente varmetemperatur for vanddamp ved faseændring (kogepunktet) for vandet.
Men hvis brænderen er stor nok til at varme hele rummet, og rummet er lukket, kan det hæve temperaturen på vanddamp, der allerede er i luften, ved at overføre fornuftig varme fra brænderen til luften i rummet.
Når temperaturen i rummet stiger, mættet damptryk inde i rummet ville også stige, og molekyler af vanddamp i luften ville bevæge sig med større kinetisk energi og hæve deres temperatur. For at brænderen skal hæve vanddampens temperatur i den omgivende luft, skal rummet lukkes. Ellers ville det mættede damptryk ikke stige, og heller ikke vanddampens temperatur.
Svar
Den kogende krukke med vand fungerer som en temperaturregulator, når vandet begynder at koge. Så længe brænderen ikke har nogen yderligere midler til at overføre varme til dampen over vandet, stiger den ikke i temperatur, men falder faktisk hurtigt, da du ofte bemærker kondens på den øverste del af gryden.
Hvis du ville skabe damp over $ 100 ^ o C $, skal du anvende yderligere opvarmning over vandet med en anden brænder / varmelegeme.
Svar
Person A har i det væsentlige ret med undtagelse af, at vandmolekylerne i luften er ikke ved 100 ° C eller højere, men ved stuetemperatur, da de “angiveligt” er i ligevægt med de øvrige luftkomponenter. Husk, at selv ved stuetemperatur bliver vand til damp: dette fordampning er det, der gør, at vandpytter på fortovet til sidst forsvinder efter regnen.
Støttende person A er målinger foretaget i køkkeneksperimenter der attesterer vandet tem peratur vil ikke overstige 100 ° C, selv meget tæt på bundoverfladen.
Hvis du forvarmer gryden til mindst 200 ° C og smider lidt vand i, får du Leidenfrost-effekt , dvs., dråberne flyder et stykke tid over en pude af damp. Med mere vand sprøjter det rundt med damp, der muligvis delvis er over 100 ° C tæt nok på den varme overflade.
Kommentarer
- Hvordan kan du sige, at vandmolekylerne i luften ikke er 100 ° C, når dampen, der stiger fra gryden, tydeligvis endnu ikke er i ligevægt med den omgivende luft?
- Det ‘ er et spørgsmål om fortolkning af hvad han mener med ” i luften “. Min forståelse er, at han mente ” luften ” generelt ” selv over overfladen af det kogende vand vandt det ‘ t være over 100 ° C.
- Det vil heller ikke være ved stuetemperatur, som du let kunne kontrollere ved at holde din hånd lige over en kogende gryde.
- Gentag: min forståelse er, at OP betød ” luften generelt “, ikke over det kogende vand; kun de kan fortælle, hvad de mente.
- @stafusa Det ‘ er faktisk helt klart, hvad han mente, fordi han brugte udtrykket ” damp “, ikke kun damp. Damp refererer i denne sammenhæng stort set universelt til den synlige våde (overmættede) damp, du kommer over en kogende gryde.