Zal bij het koken van water op een fornuis de temperatuur van de stoom aanzienlijk variëren met de temperatuur van de brander?
Het argument van persoon A: Dus als individuele watermoleculen eenmaal 100C / 212F bereiken, worden ze damp. De watermoleculen in de pot zijn < 100C; de watermoleculen in de lucht zijn> 100 ° C. Over het algemeen is de enige manier om de waterdamp aanzienlijk hoger dan 100 ° C te verwarmen, de waterdamp op te sluiten. In een grote keuken stijgt de waterdamp vrij snel op en raakt deze ver genoeg verwijderd van de brander. Binnen de eerste paar seconden dat het molecuul damp wordt, kan de damp nog steeds dicht genoeg bij de brander zijn om iets meer dan 100 ° C (101 ° C?) te worden, maar over het algemeen, ongeacht de temperatuur van de brander, kunnen de watermoleculen zal ontsnappen bij 100 ° C en zal in een grote kamer geen temperatuur bereiken die beduidend hoger is dan 100 ° C.
Het argument van persoon B: met een warmere brander is het water in de pot heter en als gevolg daarvan watermoleculen die stoom worden – en opborrelen uit de bodem van de pot – dragen minder warmte af aan het omringende water op hun w ay naar de bovenkant van de pan en laat als warmere stoom.
Of hebben personen A en B gewoon een slecht begrip van de fysica?
Opmerkingen
- Persoon A heeft gelijk. Onder normale omstandigheden, wanneer water het kookpunt bereikt, zal de temperatuur niet verder stijgen en eventuele extra warmte die eraan wordt overgedragen, gaat over in het koken van het water, overwin de latente hitte .
- Ben jij de Charles Woodson die speelde voor de U of M, de Heisman Trophy won, speelde voor de Oakland Raiders en nu een ESPN-analist is?
- Wanneer je zegt ” de watermoleculen in de lucht zijn > 100C “, je bedoelt ” in de lucht in het algemeen “, of ” in de lucht boven het kokende water “? Ik heb geïnterpreteerd als de eerste optie, wat wordt weerspiegeld in mijn huidige antwoord en moet indien nodig worden gecorrigeerd.
- De stoom die het water verlaat, is op zeeniveau van 100 ° C. Bij een andere hoogte / druk zal het verschillen. Ook als de vloeistof in de pot geen zuiver water is en andere vluchtige stoffen bevat, is een mogelijk azeotroop kookpunt de temperatuur van de damp. Als je bier in de pot had, zou de water-ethanol-azeotroop ongeveer 78 graden Celsius zijn.
- @KalleMP, mensen ‘ koken niet gewoonlijk mengsels met meerdere componenten in de open lucht op hun fornuis. Bier heeft ook ongeveer 5% ethanol en de water-ethanol-azeotroop is 95% ethanol-5% water. Je zou ‘ zon azeotroop niet lang detecteren omdat de ethanol snel zou koken.
Antwoord
Zowel A als B zijn enigszins fout. Het “kookpunt” van water is de temperatuur waarbij stoom en vloeistof in evenwicht zijn, en het kokend koken van een pan met water op het fornuis duidt op een gebrek aan evenwicht. Elke stoombel, die uitzet als hij uit de bodem van de pot stijgt, verzamelt damp uit de omringende vloeistof (waarbij het volume niet constant blijft).
Dus A heeft het mis om te denken dat er een evenwicht is- temperatuurindicatie in de kookpot. Een enkel molecuul kan alleen aan het wateroppervlak damp worden, of door te werken tegen oppervlaktespanning en waterdruk door de diameter van een bel te vergroten. Als het werk klaar is met het achterlaten van niet-gecondenseerde waterdamp, moet het warmer zijn geweest dan “het kookpunt”.
En als B naïef is door te denken dat de temperatuur buiten de pot belangrijk is bij het bepalen van de temperatuur binnen .
De verdamping van water is een koellichaam dat meer dan in staat is om het metaal af te koelen, het zou zomaar kunnen dat een hogere buitentemperatuur een kook met vier stromen bellen verandert in een soortgelijk kookpunt met acht stromen bellen. Meer warmte garandeert geen hogere temperatuur, alleen een hogere warmtestroom.
Wat betreft de “aanzienlijk hogere” temperatuur van de bellen, dat vraagt om oordeel. De waarneming van kleine bellen die uitzetten als ze opstijgen, betekent dat er betekenis, omdat het waarneembaar is.
Reacties
- Koken is zelfs nog ingewikkelder dan dit. Goede samenvatting.
Antwoord
Om een faseverandering van vloeistof naar damp te laten plaatsvinden, moet water laat latente warmte van 100 graden Celsius vrij. Een hetere brander zal de latente warmtetemperatuur van waterdamp niet verhogen bij faseverandering (het kookpunt) van het water.
Als de brander echter groot genoeg is om de hele kamer te verwarmen en de kamer is gesloten, kan deze de temperatuur van waterdamp die zich al in de lucht bevindt verhogen door voelbare warmte van de brander naar de lucht in de kamer.
Naarmate de temperatuur van de kamer stijgt, wordt de verzadigde dampdruk in de kamer zouden ook stijgen, en waterdampmoleculen in de lucht zouden met grotere kinetische energie bewegen, waardoor hun temperatuur stijgt. Om de brander de temperatuur van waterdamp in de omgevingslucht te laten verhogen, zou de kamer moeten worden gesloten. Anders zou de verzadigde dampdruk niet stijgen en evenmin de temperatuur van de waterdamp.
Antwoord
De kookpot van water fungeert als temperatuurregelaar zodra het water begint te koken. Zolang de brander geen extra middelen heeft om warmte over te brengen naar de stoom boven het water, stijgt de temperatuur niet, maar daalt deze in feite snel omdat je vaak condensatie opmerkt op het bovenste deel van de pan.
Als je stoom van meer dan $ 100 ^ o C $ wilt maken, moet je boven het water extra verwarmen met een andere brander / verwarmer.
Antwoord
Persoon A heeft in wezen gelijk, met de uitzondering dat de watermoleculen in de lucht niet bij 100 ° C of hoger, maar bij kamertemperatuur, aangezien ze (zogenaamd) in evenwicht zijn met de andere componenten van lucht. Onthoud dat zelfs bij kamertemperatuur water in damp verandert: deze verdamping zorgt ervoor dat plassen op het trottoir uiteindelijk verdwijnen na de regen.
Ondersteunende persoon A zijn metingen die zijn gedaan in keukenexperimenten die de watertemperatuur bevestigen temperatuur zal de 100 ° C niet overschrijden, zelfs niet heel dicht bij de bodem.
Als je de pot voorverwarmt tot minstens 200 ° C en er een beetje water in gooit, krijg je Leidenfrost-effect , dwz de druppels zullen een tijdje boven een dampkussen zweven. Met meer water zal het “spatten met damp die gedeeltelijk boven de 100 ° C kan zijn, dicht genoeg bij het hete oppervlak.
Opmerkingen
- Hoe kun je zeggen dat de watermoleculen in de lucht niet 100 ° C zijn als de stoom die uit de pot opstijgt duidelijk nog niet in evenwicht is met de omringende lucht?
- Het ‘ is een kwestie van interpretatie van wat hij bedoelt met ” in de lucht “. Ik heb begrepen dat hij ” de lucht ” in het algemeen ” bedoelde, maar zelfs boven het oppervlak van het kokende water zal het ‘ niet boven 100 ° C zijn.
- Het zal ook niet op kamertemperatuur zijn, zoals je gemakkelijk zou kunnen verifiëren door je hand recht boven een kookpot te houden.
- Herhaal: ik heb begrepen dat OP de lucht in het algemeen “, niet boven het kokende water; alleen zij kunnen vertellen wat ze bedoelden.
- @stafusa Het ‘ is eigenlijk heel duidelijk wat hij bedoelde, omdat hij de term stoom “, niet alleen damp. Stoom verwijst in deze context vrijwel universeel naar de zichtbare natte (oververzadigde) stoom die je boven een kookpot krijgt.