Vaihdettaessa höyryn lämpötilaa huomattavasti polttimen lämpötilan kanssa keittäessä vettä liedellä?
Henkilön A argumentti: Joten kun yksittäiset vesimolekyylit saavuttavat lämpötilan 100C / 212F, niistä tulee höyryä. Kattilassa olevat vesimolekyylit ovat < 100C; ilmassa olevat vesimolekyylit ovat> 100 C. Yleensä ainoa tapa lämmittää vesihöyry huomattavasti yli 100 ° C: seen olisi vesihöyry vangita. Isossa keittiössä vesihöyry nousee melko nopeasti ja pääsee riittävän kauas Ensimmäisten sekuntien kuluessa, jolloin molekyylistä tulee höyryä, höyry voi silti olla riittävän lähellä poltinta tullakseen hieman yli 100 ° C (101 ° C), mutta yleensä, riippumatta polttimen lämpötilasta, vesimolekyylit paeta 100 ° C: n lämpötilassa eikä saavuta lämpötilaa, joka on merkittävästi yli 100 ° C, kun otetaan huomioon suuri huone.
Henkilön B argumentti: Kuumemmalla polttimella potin vesi on kuumempaa ja seurauksena vesimolekyylit, joista tulee höyryä ja jotka kuplivat ylös astian pohjasta – siirtävät vähemmän lämpöä ympäröivään veteen niiden w: llä ay potin yläosaan ja jätä kuumemmaksi höyryksi.
Vai onko henkilöillä A ja B vain huono käsitys fysiikasta?
Kommentit
- Henkilö A on oikea. Normaaleissa olosuhteissa, kun vesi saavuttaa kiehumispisteen, sen lämpötila ei enää nouse ja sille siirretty ylimääräinen lämpö menee veden kiehumiseen, voittaa piilevä lämpö .
- Oletko Charles Woodson, joka pelasi U of M -pelissä, voitti Heisman-palkinnon, pelasi Oakland Raiders -joukkueessa ja olet nyt ESPN-analyytikko?
- Kun sanot ” ilmassa olevat vesimolekyylit ovat > 100C ”, tarkoitat ” ilmassa yleensä ” tai ” ilmassa kiehuvan veden yläpuolella ”? Tulkitsin ensimmäisen vaihtoehdon, mikä näkyy nykyisessä vastauksessani ja on korjattava tarvittaessa.
- Vedestä lähtevä höyry on 100 ° C: n merenpinnan tasolla. Eri korkeudessa / paineessa se eroaa. Jos potin neste ei ole puhdasta vettä ja sisältää muita haihtuvia aineita, mahdollinen atseotrooppinen kiehumispiste on höyryn lämpötila. Jos sinulla olisi olutta kattilassa, vesi-etanoli-atseotroopin lämpötila olisi noin 78 ° C.
- @KalleMP, ihmiset eivät ’ keitä usein monikomponenttiseoksia ulkona keittiön liesi. Lisäksi oluessa on noin 5% etanolia ja vesi-etanoli-atseotroopissa on 95% etanolia-5% vettä. Et löydä ’ tällaista atseotrooppia pitkään, koska etanoli kiehuu nopeasti.
Vastaa
Sekä A että B ovat hieman väärässä. Veden ”kiehumispiste” on lämpötila, jossa höyry ja neste ovat tasapainossa, ja vesipannun kiehuminen kiehumisalueella osoittaa tasapainon puutetta. Jokainen höyrykupla, joka laajenee astian pohjalta noustessaan, kerää ympäröivän nesteen höyryä (ei pysy vakiona).
Joten A on väärä ajatella, että on olemassa tasapaino – lämpötilan osoittaminen kiehuvassa astiassa. Yksittäinen molekyyli voi tulla höyryksi vain veden pinnalla tai tekemällä työtä pintajännitystä ja veden painetta vastaan laajentamalla kuplan halkaisijaa. Jos työ tehdään jättämättä kondensoitumatonta vesihöyryä, sen on oltava ollut kuumempaa kuin ”kiehumispiste”.
Ja jos B on naiivi ajatellen, että potin ulkopuolella oleva lämpötila on tärkeä määritettäessä sisäilman lämpötilaa .
Veden haihtuminen on jäähdytyselementti, joka enemmän kuin pystyy jäähdyttämään metallia, saattaa olla, että korkeampi ulkolämpötila muuttaa kiehumisen neljällä kuplavirralla samanlaiseksi kiehumiseksi kahdeksalla kuplavirralla. Enemmän lämpöä ei takaa korkeampaa lämpötilaa, vain korkeampi lämpövirta.
Mitä tulee kuplien ”huomattavasti korkeampaan” lämpötilaan, se edellyttää harkintaa. Pienien kuplien havaitseminen laajenevina niiden noustessa tarkoittaa, että merkitys, koska se on havaittavissa.
Kommentit
- Kiehuminen on vielä monimutkaisempaa. Hyvä yhteenveto.
Vastaa
Jotta vaihe vaihtuisi nestemäisestä höyryksi, veden on oltava vapauta 100 asteen piilevä lämpö . Kuumempi poltin ei nosta vesihöyryn piilevää lämpötilaa veden vaihemuutoksessa (kiehumispiste).
Jos poltin on kuitenkin riittävän suuri lämmittämään koko huonetta ja huone on suljettu, se voi nostaa ilmassa olevan vesihöyryn lämpötilaa siirtämällä järkevä lämpö polttimesta huoneen ilmaan.
Huoneen lämpötilan noustessa kyllästetty höyrynpaine huoneen sisällä myös nousee, ja ilmassa olevat vesihöyrymolekyylit liikkuisivat suuremmalla kineettisellä energialla nostamalla niiden lämpötilaa. Jotta poltin nostaisi vesihöyryn lämpötilaa ympäröivässä ilmassa, huone olisi suljettava. Muuten tyydyttynyt höyrynpaine ei nousisi eikä vesihöyryn lämpötila nousisi.
Vastaa
vesi toimii lämpötilan säätimenä, kun vesi alkaa kiehua. Niin kauan kuin polttimella ei ole muita keinoja siirtää lämpöä veden yläpuolelle olevaan höyryyn, se ei nouse lämpötilassa, vaan laskee itse asiassa nopeasti, kun huomaat usein kondensoituneen astian yläosaan.
Jos haluat luoda höyryä yli $ 100 ^ o C $, sinun on lisättävä lämmitystä veden yläpuolella toisella polttimella / lämmittimellä.
Vastaus
Henkilöllä A on periaatteessa oikeassa, paitsi että ilmassa olevat vesimolekyylit ovat eivät 100 ° C tai korkeammassa lämpötilassa, mutta huoneenlämmössä, koska ne ovat (oletettavasti) tasapainossa ilman muiden komponenttien kanssa. Muista, että jopa huoneenlämpötilassa vesi muuttuu höyryksi: tämä haihdutus on se, mikä tekee jalkakäytävän lätkät lopulta katoaviksi sateen jälkeen.
Tukihenkilö A ovat mittauksia, jotka on tehty keittiökokeissa jotka todistavat vesilämpötilan perature ei ylitä 100 ° C edes hyvin lähellä pohjan pintaa.
Jos esilämmität potin vähintään noin 200 ° C: seen ja heität vähän vettä sisään, saat Leidenfrost -vaikutus , ts. pisarat kelluvat jonkin aikaa höyrytyynyn päällä. Suuremmalla vedellä se ”roiskuu ympärille höyryllä, joka saattaa olla osittain yli 100 ° C riittävän lähellä kuumaa pintaa.
Kommentit
- Kuinka voit sanoa, että ilmassa olevat vesimolekyylit eivät ole 100 ° C, kun kattilasta nouseva höyry ei selvästikään ole vielä tasapainossa ympäröivän ilman kanssa?
- Se ’ on kysymys tulkinnasta siitä, mitä hän tarkoittaa ” ilmassa ”. Ymmärrän, että hän tarkoitti ” ilmaa ” yleensä ”, mutta jopa kiehuvan veden pinnan yläpuolella se voitti ’ t olla yli 100 ° C.
- Se ei myöskään ole huoneenlämpöinen, kuten voit helposti tarkistaa pitämällä kättäsi kiehuvan kattilan yläpuolella.
- Toista: ymmärrän, että OP tarkoitti ” ilma yleensä ”, ei kiehuvan veden yläpuolella; vain he voivat kertoa, mitä tarkoittivat.
- @stafusa Se ’ on itse asiassa täysin selvää, mitä hän tarkoitti, koska hän käytti termiä ” steam ”, ei vain höyryä. Höyry viittaa tässä yhteydessä melko yleisesti näkyvään märään (ylikyllästettyyn) höyryyn, jonka saat kiehuvan kattilan yli.