Vil damptemperaturen variere betydelig med temperaturen på brenneren når du koker vann på en komfyr?
Person As argument: Så når individuelle vannmolekyler når 100C / 212F, blir de damp. Vannmolekylene i potten er < 100C; vannmolekyler i luften er> 100 C. Generelt sett er den eneste måten å varme opp vanndampen til betydelig mer enn 100 ° C å fange vanndampen. I et stort kjøkken stiger vanndampen ganske raskt og kommer tilstrekkelig langt unna I løpet av de første par sekundene som molekylet blir damp, kan dampen fremdeles være nær nok til brenneren til å bli litt mer enn 100C (101C?), men generelt, uansett temperaturen på brenneren, vannmolekylene vil unnslippe ved 100 ° C og vil ikke nå en temperatur betydelig over 100 ° C, gitt et stort rom.
Person B s argument: Med en varmere brenner er vannet i potten varmere og som et resultat vannmolekyler som blir damp – og bobler opp fra bunnen av potten – overfører mindre varme til det omkringliggende vannet på w ay to the top of the pot and leave as hotter steam.
Eller har personene A og B bare dårlig forståelse av fysikk?
Kommentarer
- Person A har rett. Under vanlige forhold når vann når kokepunktet, vil temperaturen ikke øke ytterligere, og eventuell ekstra varme som overføres til det går til å koke vannet, overvinne latent varme .
- Er du Charles Woodson som spilte for U of M, vant Heisman Trophy, spilte for Oakland Raiders og nå er ESPN-analytiker?
- Når du sier » vannmolekylene i luften er > 100C «, du mener » i luften generelt «, eller » i luften over det kokende vannet «? Jeg tolket som det første alternativet, det som gjenspeiles i mitt nåværende svar og bør rettes om nødvendig.
- Dampen som forlater vannet ligger ved 100 grader C ved havnivå. Ved en annen høyde / trykk vil den variere. Også hvis væsken i gryten ikke er rent vann og inneholder andre flyktige stoffer, vil et mulig azeotropkokepunkt være dampens temperatur. Hvis du hadde øl i potten, ville vann-etanol-azeotropen være omtrent 78 grader C.
- @KalleMP, folk koker ikke ‘ t ofte flerkomponentblandinger i friluft på komfyren deres. Øl har også omtrent 5% etanol, og vann-etanol-azeotropen er 95% etanol-5% vann. Du vil ikke ‘ ikke oppdage en slik azeotrop lenge fordi etanolen raskt ville koke av.
Svar
Både A og B er litt feil. Vannets «kokepunkt» er temperaturen der det eksisterer damp og væske ved likevekt, og kokepunktet til en gryte med vann på ovnen indikerer mangel på likevekt. Hver dampboble, som utvider seg når den stiger opp fra bunnen av gryten, akkumulerer damp fra den omkringliggende væsken (holder ikke konstant volum).
Så, A er feil å tro at det er en likevekt- temperaturindikasjon i kokekaret. Et enkelt molekyl kan bare bli damp ved vannoverflaten, eller ved å arbeide mot overflatespenning og vanntrykk ved å utvide diameteren på en boble. Hvis arbeidet er ferdig med å etterlate ukondensert vanndamp, må det ha vært varmere enn «kokepunktet».
Og hvis B er naiv i å tro at temperaturen utenfor potten er viktig for å bestemme temperaturen inne .
Fordamping av vann er en kjøleribbe som er mer enn i stand til å kjøle metallet, det kan bare være at høyere ytre temperatur gjør en byll med fire strømmer av bobler til en lignende byll med åtte strømmer av bobler. Mer varme garanterer ikke høyere temperatur, bare høyere varmestrøm.
Når det gjelder «betydelig høyere» temperatur på boblene, krever det vurdering. Observasjonen av små bobler som ekspanderer når de stiger, betyr at det er betydning, fordi det kan observeres.
Kommentarer
- Koking er enda mer komplisert enn dette. God oppsummering.
Svar
For at det skal være en faseendring fra væske til damp, må vann slipp latent varme på 100 grader celsius. En varmere brenner vil ikke heve den latente varmetemperaturen til vanndamp ved faseendring (kokepunktet) til vannet.
Men hvis brenneren er stor nok til å varme opp hele rommet og rommet er lukket, kan det øke temperaturen på vanndampen allerede i luften ved å overføre fornuftig varme fra brenneren til luften i rommet.
Når temperaturen i rommet stiger, blir mettet damptrykk inne i rommet ville også stige, og molekyler av vanndamp i luften ville bevege seg med større kinetisk energi og øke temperaturen. For at brenneren skal øke temperaturen på vanndampen i den omgivende luften, må rommet lukkes. Ellers ville det mettede damptrykket ikke stige, og heller ikke vanndampens temperatur.
Svar
Den kokende gryten med vann fungerer som en temperaturregulator når vannet begynner å koke. Så lenge brenneren ikke har noen ekstra midler for å overføre varme til dampen over vannet, øker den ikke temperaturen, men avtar faktisk raskt ettersom du ofte vil merke kondens på den øvre delen av potten.
Hvis du vil lage damp over $ 100 ^ o C $, må du bruke ekstra oppvarming over vannet med en annen brenner / varmeapparat.
Svar
Person A har egentlig rett, med unntak av at vannmolekylene i luften er ikke ved 100 ° C eller høyere, men ved romtemperatur, siden de «(angivelig) er i likevekt med de andre luftkomponentene. Husk at selv ved romtemperatur blir vann til damp: dette fordampning er det som gjør at pytter på fortauet til slutt forsvinner etter regnet.
Støttende person A er målinger gjort i kjøkkeneksperimenter som vitner om vannet peraturen vil ikke overstige 100 ° C selv veldig nær bunnflaten.
Hvis du forvarmer gryten til minst 200 ° C og kaster litt vann i, får du Leidenfrost-effekt , dvs. at dråpene vil flyte en stund over en damppute. Med mer vann spruter den rundt med damp som kan være delvis over 100 ° C nær nok til den varme overflaten.
Kommentarer
- Hvordan kan du si at vannmolekylene i luften ikke er 100 ° C når dampen som stiger opp fra gryten, tydeligvis ikke er i likevekt med den omgivende luften?
- Det ‘ er et spørsmål om tolkning av hva han mener med » i lufta «. Min forståelse er at han mente » luften » generelt «, men selv over overflaten av kokende vann vant det ‘ t være over 100 ° C.
- Det vil heller ikke være romtemperatur, som du enkelt kunne verifisere ved å holde hånden rett over en kokende gryte.
- Gjenta: min forståelse er at OP mente » luften generelt «, ikke over kokende vann; bare de kan fortelle hva de mente.
- @stafusa Det ‘ er faktisk helt klart hva han mente, fordi han brukte begrepet » steam «, ikke bare damp. Damp refererer i denne sammenheng ganske mye til den synlige våte (overmettede) dampen du får over en kokende gryte.