Czy podczas gotowania wody na kuchence temperatura pary będzie się znacznie różnić w zależności od temperatury palnika?
Argument osoby A: Tak więc, gdy poszczególne cząsteczki wody osiągną 100 ° C / 212 ° F, stają się parą. Cząsteczki wody w naczyniu mają < 100 ° C; cząsteczki wody w powietrzu mają temperaturę> 100 ° C. Generalnie jedynym sposobem na podgrzanie pary wodnej do znacznie więcej niż 100 ° C byłoby uwięzienie pary wodnej. W dużej kuchni para wodna unosi się dość szybko i oddala się od palnika. W ciągu pierwszych kilku sekund, gdy cząsteczka zamienia się w parę, para może nadal znajdować się wystarczająco blisko palnika, aby osiągnąć nieco ponad 100 ° C (101 ° C?), ale ogólnie, niezależnie od temperatury palnika, cząsteczki wody ucieknie przy 100 ° C i nie osiągnie temperatury znacznie powyżej 100 ° C, biorąc pod uwagę duże pomieszczenie.
Argument osoby B: Przy cieplejszym palniku woda w garnku jest cieplejsza, w wyniku czego cząsteczki wody, które zamieniają się w parę – i wypływają z dna garnka – przekazują mniej ciepła do otaczającej wody na ich w ay na górę garnka i pozostaw jako gorętszą parę.
A może osoby A i B po prostu słabo rozumieją fizykę?
Komentarze
- Osoba A ma rację. W normalnych warunkach, gdy woda osiągnie punkt wrzenia, jej temperatura nie wzrośnie dalej, a wszelkie dodatkowe ciepło przekazane do niej włączy się do wrzenia wody, pokonaj ciepło utajone .
- Czy jesteś Charlesem Woodsonem, który grał w U of M, wygrał Heisman Trophy, grał w Oakland Raiders, a teraz jest analitykiem ESPN?
- Kiedy mówisz ” cząsteczki wody w powietrzu mają > 100 ° C „, masz na myśli ” w powietrzu ogólnie ” lub ” w powietrzu nad wrzącą wodą „? Zinterpretowałem jako pierwszą opcję, co znajduje odzwierciedlenie w mojej obecnej odpowiedzi i powinno zostać poprawione, jeśli to konieczne.
- Para opuszczająca wodę ma 100 stopni C na poziomie morza. Na innej wysokości / ciśnieniu będzie się różnić. Również jeśli ciecz w naczyniu nie jest czystą wodą i zawiera inne substancje lotne, możliwą temperaturą wrzenia azeotropu będzie temperatura pary. Gdybyś miał piwo w garnku, azeotrop woda-etanol miałby około 78 stopni Celsjusza.
- @KalleMP, ludzie nie ' t często gotują wieloskładnikowe mieszaniny w na świeżym powietrzu na kuchence. Ponadto piwo zawiera około 5% etanolu, a azeotrop woda-etanol zawiera 95% etanolu i 5% wody. Nie ' nie wykryłbyś takiego azeotropu przez długi czas, ponieważ etanol szybko by się zagotował.
Odpowiedź
Zarówno A, jak i B są trochę błędne. „Temperatura wrzenia” wody to temperatura, w której para i ciecz znajdują się w równowadze, a wrzący garnek wody na piecu wskazuje na brak równowagi. Każdy bąbelek pary, rozszerzając się, gdy unosi się z dna naczynia, gromadzi parę z otaczającej cieczy (nie zachowując stałej objętości).
A więc myli się, sądząc, że istnieje równowaga- wskazanie temperatury w kotle. Pojedyncza cząsteczka może stać się parą tylko na powierzchni wody lub działając przeciwdziałając napięciu powierzchniowemu i ciśnieniu wody, zwiększając średnicę pęcherzyka. Jeśli praca jest wykonywana z pozostawieniem nieskondensowanej pary wodnej, musiała być wyższa niż „temperatura wrzenia”.
A jeśli B naiwnie myśli, że temperatura na zewnątrz garnka jest ważna przy określaniu temperatury wewnątrz .
Odparowanie wody jest bardziej niż radiatorem zdolnym do ochłodzenia metalu, może być tak, że wyższa temperatura zewnętrzna zamienia wrzenie z czterema strumieniami bąbelków w podobny wrzenie z ośmioma strumieniami bąbelków. Więcej ciepła nie gwarantuje wyższej temperatury, tylko wyższy przepływ ciepła.
Jeśli chodzi o „znacznie wyższą” temperaturę pęcherzyków, to wymaga oceny. Obserwacja małych pęcherzyków rozszerzających się w miarę ich wzrostu oznacza, że istnieje znaczenie, ponieważ jest obserwowalne.
Komentarze
- Gotowanie jest jeszcze bardziej skomplikowane. Dobre podsumowanie.
Odpowiedź
Aby nastąpiła zmiana fazy z cieczy w parę, woda musi uwolnić ciepło utajone o temperaturze 100 stopni Celsjusza. Cieplejszy palnik nie podniesie temperatury utajonego ciepła pary wodnej przy zmianie fazy (temperatury wrzenia) wody.
Jeśli jednak palnik jest wystarczająco duży, aby ogrzać całe pomieszczenie, a pomieszczenie jest zamknięte, może podnieść temperaturę pary wodnej znajdującej się w powietrzu, przenosząc jawne ciepło z palnika do powietrza w pomieszczeniu.
Wraz ze wzrostem temperatury w pomieszczeniu ciśnienie pary nasyconej wewnątrz pomieszczenia również podniosłoby się, a cząsteczki pary wodnej w powietrzu poruszałyby się z większą energią kinetyczną, podnosząc swoją temperaturę. Aby palnik mógł podnieść temperaturę pary wodnej w otaczającym powietrzu, pomieszczenie musiałoby być zamknięte. W przeciwnym razie ciśnienie pary nasyconej nie wzrosłoby, podobnie jak temperatura pary wodnej.
Odpowiedź
Wrzący garnek woda działa jak regulator temperatury, gdy zaczyna wrzeć. Dopóki palnik nie ma żadnych dodatkowych środków przenoszenia ciepła do pary znajdującej się nad wodą, temperatura nie wzrasta, ale w rzeczywistości gwałtownie spada, ponieważ często zauważysz kondensację w górnej części garnka.
Jeśli chcesz wytworzyć parę powyżej 100 $ ^ o C $, musisz dodatkowo podgrzać nad wodę innym palnikiem / grzałką.
Odpowiedź
Osoba A ma zasadniczo rację, z wyjątkiem tego, że cząsteczki wody w powietrzu są a nie w temperaturze 100 ° C lub wyższej, ale w temperaturze pokojowej, ponieważ są one (rzekomo) w równowadze z innymi składnikami powietrza. Pamiętaj, że nawet w temperaturze pokojowej woda zamienia się w parę: to parowanie powoduje, że kałuże na chodnikach ostatecznie znikają po deszczu.
Osoba wspierająca A to pomiary wykonane w eksperymentach kuchennych które potwierdzają temperaturę wody temperatura nie przekroczy 100 ° C nawet bardzo blisko dna.
Jeśli podgrzejesz garnek do co najmniej 200 ° C i wrzucisz do niego trochę wody, otrzymasz Efekt Leidenfrosta , tj. krople unoszą się przez chwilę nad poduszką pary. Przy większej ilości wody „rozpryskuje się oparami, które mogą być częściowo powyżej 100 ° C, wystarczająco blisko gorącej powierzchni.
Komentarze
- Jak możesz powiedzieć, że cząsteczki wody w powietrzu nie mają 100 ° C, kiedy para unosząca się z garnka najwyraźniej nie jest jeszcze w równowadze z otaczającym powietrzem?
- To ' to kwestia interpretacji tego, co ma na myśli, mówiąc o ” w powietrzu „. Rozumiem, że miał na myśli ” powietrze ” ogólnie „, ale nawet ponad powierzchnią wrzącej wody wygrał ' i znalazł się powyżej 100 ° C.
- Nie będzie to również temperatura pokojowa, co można łatwo sprawdzić, trzymając rękę tuż nad wrzącym garnkiem.
- Powtórz: rozumiem, że OP oznaczało ” ogólnie powietrze „, nie nad wrzącą wodą; tylko oni mogą powiedzieć, co mieli na myśli.
- @stafusa It ' jest całkiem jasne, co miał na myśli, ponieważ użył terminu ” steam „, a nie tylko para. Para w tym kontekście jest prawie powszechnie określana jako widoczna mokra (przesycona) para wodna, którą dostajesz nad wrzącym garnkiem.