Lorsque vous faites bouillir de leau sur une cuisinière, la température de la vapeur variera-t-elle considérablement avec la température du brûleur?
Argument de la personne A: Ainsi, une fois que les molécules deau individuelles atteignent 100C / 212F, elles deviennent de la vapeur. Les molécules deau dans le pot sont < 100C; le les molécules deau dans lair sont> 100 ° C. Généralement, la seule façon de chauffer la vapeur deau à beaucoup plus de 100 ° C serait de piéger la vapeur deau. Dans une grande cuisine, la vapeur deau monte assez rapidement et séloigne suffisamment de Dans les deux premières secondes où la molécule devient vapeur, la vapeur peut encore être suffisamment proche du brûleur pour devenir légèrement plus de 100 ° C (101 ° C?), mais généralement, quelle que soit la température du brûleur, les molécules deau séchappera à 100 ° C et natteindra pas une température nettement supérieure à 100 ° C, étant donné une grande pièce.
Largument de la personne B: avec un brûleur plus chaud, leau dans la casserole est plus chaude et par conséquent le les molécules deau qui deviennent de la vapeur – et bouillonnent du fond du pot – transfèrent moins de chaleur à leau environnante sur leur w ayez le dessus du pot et laissez une vapeur plus chaude.
Ou les personnes A et B ont-elles juste une mauvaise compréhension de la physique?
Commentaires
- La personne A a raison. Dans des conditions normales, lorsque leau atteint son point débullition, sa température naugmente pas davantage et toute chaleur supplémentaire qui lui est transférée va dans leau bouillante, surmontez la chaleur latente .
- Êtes-vous le Charles Woodson qui a joué pour lU of M, qui a remporté le trophée Heisman, qui a joué pour les Oakland Raiders et qui est maintenant un analyste ESPN?
- Quand vous dites » les molécules deau dans lair sont > 100C « , vous voulez dire » dans les airs en général » ou » dans les airs au-dessus de leau bouillante « ? Jai interprété comme étant la première option, ce qui se reflète dans ma réponse actuelle et devrait être corrigé si nécessaire.
- La vapeur sortant de leau est à 100 ° C au niveau de la mer. À une altitude / pression différente, cela sera différent. De plus, si le liquide dans le pot nest pas de leau pure et contient dautres substances volatiles, un point débullition possible de lazéotrope sera la température de la vapeur. Si vous aviez de la bière dans le pot, lazéotrope eau-éthanol serait denviron 78 ° C.
- @KalleMP, les gens ‘ font généralement bouillir des mélanges à plusieurs composants dans le plein air sur leur cuisinière. De plus, la bière contient environ 5% déthanol et lazéotrope eau-éthanol est 95% éthanol-5% deau. Vous ne ‘ pas détecter un tel azéotrope pendant longtemps car l’éthanol s’évaporerait rapidement.
Réponse
A et B sont un peu faux. Le « point débullition » de leau est la température à laquelle la vapeur et le liquide existent à léquilibre, et lébullition bouillante dune casserole deau sur la cuisinière indique un manque déquilibre. Chaque bulle de vapeur, en expansion à mesure quelle monte du fond du pot, accumule de la vapeur du liquide environnant (sans rester à un volume constant).
Donc, A a tort de penser quil y a un équilibre – indication de la température dans la marmite bouillante. Une seule molécule peut devenir vapeur uniquement à la surface de leau, ou en agissant contre la tension superficielle et la pression de leau en augmentant le diamètre dune bulle. Si le travail est effectué en laissant de la vapeur deau non condensée, elle doit avoir été plus chaude que « le point débullition ».
Et, si B est naïf en pensant que la température à lextérieur du pot est importante pour déterminer la température à lintérieur .
Lévaporation de leau est un dissipateur de chaleur plus que capable de refroidir le métal, il se pourrait bien quune température extérieure plus élevée transforme une ébullition avec quatre flux de bulles en une ébullition similaire avec huit flux de bulles. Plus de chaleur ne garantit pas une température plus élevée, juste un flux de chaleur plus élevé.
Quant à la température « nettement plus élevée » des bulles, cela demande du jugement. Lobservation de petites bulles se dilatant à mesure quelles montent, signifie quil y a signification, car il est observable.
Commentaires
- Lébullition est encore plus compliqué que cela. Bon résumé.
Réponse
Pour quil y ait un changement de phase du liquide à la vapeur, leau doit dégage une chaleur latente de 100 degrés centigrades. Un brûleur plus chaud naugmentera pas la température de chaleur latente de la vapeur deau lors du changement de phase (le point débullition) de leau.
Cependant, si le brûleur est assez grand pour chauffer toute la pièce et que la pièce est fermée, il pourrait augmenter la température de la vapeur deau déjà présente dans lair en transférant chaleur sensible du brûleur à lair de la pièce.
À mesure que la température de la pièce augmente, la pression de vapeur saturée à lintérieur de la pièce augmenterait également, et les molécules de vapeur deau dans lair se déplaceraient avec une plus grande énergie cinétique, augmentant leur température. Pour que le brûleur augmente la température de la vapeur deau dans lair ambiant, la pièce doit être fermée. Sinon, la pression de vapeur saturée naugmenterait pas et la température de la vapeur deau non plus.
Réponse
La marmite bouillante de leau agit comme un régulateur de température une fois que leau commence à bouillir. Tant que le brûleur na pas de moyen supplémentaire de transférer la chaleur dans la vapeur au-dessus de leau, il naugmente pas en température mais diminue en fait rapidement car vous remarquerez souvent de la condensation sur la partie supérieure du pot.
Si vous souhaitez créer de la vapeur au-dessus de 100 $ ^ o C $, vous devez appliquer un chauffage supplémentaire au-dessus de leau avec un autre brûleur / appareil de chauffage.
Réponse
La personne A a essentiellement raison, à lexception du fait que les molécules deau dans lair ne sont pas à 100 ° C ou plus, mais à température ambiante, car ils « sont (supposément) en équilibre avec les autres composants de lair. Noubliez pas que même à température ambiante, leau se transforme en vapeur: ceci lévaporation est ce qui fait finalement disparaître les flaques deau sur le trottoir après la pluie.
La personne de soutien A sont des mesures effectuées lors des expériences de cuisine qui attestent la température de leau La température ne dépassera pas 100 ° C, même très près de la surface du fond.
Si vous préchauffez le pot à au moins 200 ° C et jetez un peu deau dedans, vous obtiendrez Effet Leidenfrost , cest-à-dire que les gouttes flotteront un moment sur un coussin de vapeur. Avec plus deau, il « va éclabousser de vapeur qui pourrait être en partie au-dessus de 100 ° C assez près de la surface chaude.
Commentaires
- Comment pouvez-vous dire que les molécules deau dans lair ne sont pas à 100 ° C alors que la vapeur sortant du pot nest clairement pas encore en équilibre avec lair ambiant?
- Cest ‘ une question dinterprétation de ce quil entend par » dans les airs « . Je crois comprendre quil voulait dire » lair » en général « , mais même au-dessus de la surface de leau bouillante, ‘ t être au-dessus 100 ° C.
- Il ne sera pas non plus à température ambiante, comme vous pouvez facilement le vérifier en tenant votre main juste au-dessus dune marmite bouillante.
- Répétez: je crois comprendre que OP signifiait » lair en général « , pas au-dessus de leau bouillante; seuls ils peuvent dire ce quils voulaient dire.
- @stafusa Il ‘ est en fait assez clair ce quil voulait dire, car il a utilisé le terme » vapeur « , pas seulement de la vapeur. Dans ce contexte, la vapeur se réfère à peu près universellement à la vapeur visible humide (sursaturée) que vous recevez sur une marmite bouillante.