ストーブで水を沸騰させるとき、蒸気の温度はバーナーの温度によって大幅に変化しますか？
Aさんの主張：つまり、個々の水分子が100C / 212Fに達すると、それらは蒸気になります。ポット内の水分子は< 100Cです。空気中の水分子は> 100Cです。一般に、水蒸気を100Cを大幅に超える温度に加熱する唯一の方法は、水蒸気をトラップすることです。大きなキッチンでは、水蒸気はかなり速く上昇し、そこから十分に離れます。バーナー分子が蒸気になる最初の数秒以内に、蒸気はバーナーに十分に近く、100°C（101°C？）をわずかに超える可能性がありますが、通常、バーナーの温度に関係なく、水分子は大きな部屋があれば、100℃で逃げて100℃を大幅に超える温度に達することはありません。
Bさんの主張：バーナーが高温になると、鍋の水が高温になり、その結果、蒸気になり、鍋の底から泡立つ水分子は、周囲の水に伝わる熱が少なくなります。鍋の上部に置いて、熱い蒸気として残します。
または、AさんとBさんは物理学をよく理解していませんか？
コメント
- Aさんは正解です。通常の状態では、水が沸点に達すると、その温度はそれ以上上昇せず、水に伝達された余分な熱は水を沸騰させ、潜熱を克服します。
- U of Mでプレーし、ハイズマン賞を受賞し、オークランドレイダースでプレーし、現在はESPNアナリストであるチャールズウッドソンですか？
- "空気中の水分子は> 100C "、つまり"空中で一般的に "、または"空中で沸騰したお湯の上 "？私は最初の選択肢であると解釈しました。これは私の現在の回答に反映されており、必要に応じて修正する必要があります。
- 水から出る蒸気は海面で100℃です。異なる高度/圧力では、それは異なります。また、ポット内の液体が純水ではなく、他の揮発性物質を含む場合、考えられる共沸混合物の沸点は蒸気の温度になります。鍋にビールを入れた場合、水とエタノールの共沸混合物は約78℃になります。
- @KalleMP、人々は一般的に多成分混合物を沸騰させません'彼らの台所のストーブの戸外。また、ビールには約5％のエタノールが含まれており、水-エタノール共沸混合物は95％エタノール-5％水です。エタノールがすぐに沸騰するため、'このような共沸混合物を長時間検出することはありません。
回答
AとBの両方が少し間違っています。水の「沸点」は、蒸気と液体が平衡状態で存在する温度であり、ストーブ上の水の鍋の沸騰は、平衡の欠如を示します。鍋の底から上昇するにつれて膨張する各蒸気泡は、周囲の液体から蒸気を蓄積しています（一定の体積を維持していません）。
したがって、Aは平衡があると考えるのは間違っています-沸騰ポットの温度表示。単一の分子は、水面でのみ、または気泡の直径を拡大することによって表面張力と水圧に対抗する仕事をすることによって蒸気になることができます。凝縮していない水蒸気を残して作業を行う場合は、「沸点」よりも高温である必要があります。
また、Bが鍋の外側の温度が内部の温度を決定する上で重要であると考えている場合は、 。
水の蒸発は、金属を冷却する能力を超える熱シンクです。外気温が高いと、4つの気泡の流れがある沸騰が8つの気泡の流れのある同様の沸騰に変わる可能性があります。より多くの熱は、より高い温度を保証するのではなく、より高い熱流を保証します。
気泡の「著しく高い」温度については、判断が必要です。小さな気泡が上昇するにつれて膨張するのを観察すると、それは観察可能であるため、重要性。
コメント
- 沸騰はこれよりもさらに複雑です。良い要約です。
回答
液体から蒸気への相変化があるためには、水は摂氏100度の潜熱を放出します。より高温のバーナーは、水の相変化（沸点）で水蒸気の潜熱温度を上昇させません。
ただし、バーナーが部屋全体を加熱するのに十分な大きさで、部屋が閉じている場合、バーナーから室内の空気への顕熱。
室内の温度が上昇すると、飽和水蒸気圧室内も上昇し、空気中の水蒸気の分子がより大きな運動エネルギーで移動し、温度が上昇します。バーナーが周囲空気中の水蒸気の温度を上げるためには、部屋を閉じる必要があります。そうしないと、飽和蒸気圧が上昇せず、水蒸気の温度も上昇しません。
回答
の沸騰ポット水が沸騰し始めると、水は温度調節器として機能します。バーナーに「水面上の蒸気に熱を伝達する追加の手段がない限り、温度は上昇しませんが、ポットの上部に結露が発生することがよくあるため、実際には急速に低下します。
$ 100 ^ o C $を超える蒸気を生成したい場合は、別のバーナー/ヒーターで水の上に 追加の加熱を適用する必要があります。
回答
空気中の水分子がではないことを除いて、Aさんは基本的に正しいです 100°C以上、ただし室温では、空気の他の成分と（おそらく）平衡状態にあるため。室温でも水が蒸気に変わることを忘れないでください。この蒸発は、雨の後、歩道の水たまりが最終的に消える原因です。
支援者Aは、キッチン実験で行われた測定ですそれは水温を証明します温度は、底面に非常に近い場合でも100°Cを超えることはありません。
ポットを少なくとも約200°Cに予熱し、少量の水を投入すると、
ライデンフロスト効果。つまり、液滴は蒸気のクッションの上にしばらく浮きます。水が増えると、「高温の表面に十分近い100°Cを超える可能性のある蒸気が飛び散ります。
コメント
- 鍋から上昇する蒸気が明らかに周囲の空気と平衡状態になっていないのに、空気中の水分子が100 ° Cではないとどうして言えますか？
- それは'空中での"の意味の解釈の問題です"。私の理解では、彼は一般的に"空気"を意味していました"ですが、沸騰したお湯の表面より上でも、'は 100 ° Cを超えることはありません。
- 沸騰した鍋の真上に手をかざすと簡単に確認できるため、室温ではありません。
- 繰り返します。OPは一般的な空気"、沸騰したお湯の上ではありません。
- @stafusa 'は、 Steam "、蒸気だけではありません。この文脈での蒸気は、ほとんどの場合、沸騰した鍋を乗り越える目に見える湿った（過飽和）蒸気を指します。