La fierberea apei pe un aragaz, temperatura aburului va varia semnificativ cu temperatura arzătorului?
Argumentul persoanei A: Deci, odată ce moleculele de apă individuale ajung la 100C / 212F, acestea devin vapori. Moleculele de apă din vas sunt < 100C; moleculele de apă din aer sunt> 100C. În general, singura modalitate de a încălzi vaporii de apă la peste 100C ar fi să prinzi vaporii de apă. Într-o bucătărie mare, vaporii de apă cresc destul de repede și se îndepărtează suficient de mult de În primele câteva secunde în care molecula devine vapori, vaporii pot fi încă suficient de aproape de arzător pentru a deveni puțin mai mari de 100C (101C?), dar, în general, indiferent de temperatura arzătorului, moleculele de apă va scăpa la 100 ° C și nu va atinge o temperatură semnificativ peste 100 ° C, având în vedere o cameră mare.
Argumentul persoanei B: Cu un arzător mai fierbinte, apa din oală este mai fierbinte și, ca urmare, moleculele de apă care devin abur – și se ridică din fundul vasului – transferă mai puțină căldură în apa din jur de pe w ay până la vârful vasului și lasă-o ca un abur mai fierbinte.
Sau persoanele A și B au doar o înțelegere slabă a fizicii?
Comentarii
- Persoana A este corectă. În condiții normale, când apa atinge punctul de fierbere, temperatura nu va crește mai mult, iar orice căldură suplimentară transferată către aceasta va fierbe apa, depășește căldura latentă .
- Sunteți Charles Woodson care a jucat pentru U of M, a câștigat Trofeul Heisman, a jucat pentru Oakland Raiders și acum este analist ESPN?
- Când spuneți ” moleculele de apă din aer sunt > 100C „, vrei să spui ” în aer în general „, sau ” în aer deasupra apei clocotitoare „? Am interpretat ca fiind prima opțiune, ceea ce se reflectă în răspunsul meu actual și ar trebui corectat dacă este necesar.
- Aburul care iese din apă este la 100 ° C la nivelul mării. La o altitudine / presiune diferită va diferi. De asemenea, dacă lichidul din oală nu este apă pură și conține alte substanțe volatile, un posibil punct de fierbere azeotrop va fi temperatura vaporilor. Dacă ați avea bere în oală, azeotropul de apă-etanol ar fi de aproximativ 78 de grade Celsius.
- @KalleMP, oamenii nu ‘ de obicei fierb amestecuri cu mai multe componente în aerul liber de pe aragazul lor de bucătărie. De asemenea, berea are aproximativ 5% etanol, iar azeotropul apă-etanol este 95% etanol-5% apă. ‘ nu ați detecta un astfel de azeotrop mult timp, deoarece etanolul ar fierbe rapid.
Răspuns
Atât A cât și B sunt ușor greșite. „Punctul de fierbere” al apei este temperatura la care aburul și lichidul există la echilibru, iar fierberea fierbinte a unei oale de apă pe sobă indică o lipsă de echilibru. Fiecare bulă de abur, care se extinde pe măsură ce se ridică din fundul vasului, acumulează vapori din lichidul înconjurător (fără a rămâne un volum constant).
Deci, A este greșit să creadă că există un echilibru- indicarea temperaturii în oala de fierbere. O singură moleculă poate deveni vapori numai la suprafața apei sau acționând împotriva tensiunii superficiale și a presiunii apei prin extinderea diametrului unei bule. Dacă lucrarea se face lăsând vapori de apă necondensați, trebuie să fi fost mai fierbinte decât „punctul de fierbere”.
Și, dacă B este naiv în gândirea că temperatura din afara oalei este importantă în determinarea temperaturii din interior. .
Evaporarea apei este un radiator de căldură mai mult decât capabil să răcească metalul, s-ar putea ca temperatura exterioară mai ridicată să transforme un punct de fierbere cu patru fluxuri de bule într-un punct de fierbere similar cu opt fluxuri de bule. Mai multă căldură nu garantează o temperatură mai ridicată, doar un flux de căldură mai mare.
În ceea ce privește temperatura „semnificativ mai ridicată” a bulelor, aceasta necesită judecată. Observarea bulelor mici care se extind pe măsură ce cresc, înseamnă că există semnificație, pentru că este observabilă.
Comentarii
- Fierberea este chiar mai complicată decât aceasta. Rezumat bun.
Răspuns
Pentru a avea loc o schimbare de fază de la lichid la vapori, apa trebuie eliberați căldură latentă de 100 de grade Celsius. Un arzător mai fierbinte nu va ridica temperatura de căldură latentă a vaporilor de apă la schimbarea fazei (punctul de fierbere) al apei.
Cu toate acestea, dacă arzătorul este suficient de mare pentru a încălzi întreaga cameră și camera este închisă, ar putea crește temperatura vaporilor de apă deja în aer prin transferul căldură sensibilă de la arzător la aerul din cameră.
Pe măsură ce temperatura camerei crește, presiunea de vapori saturată în interiorul camerei ar crește și moleculele de vapori de apă din aer se vor mișca cu o energie cinetică mai mare, crescând temperatura acestora. Pentru ca arzătorul să crească temperatura vaporilor de apă din aerul ambiant, camera ar trebui închisă. Altfel, presiunea vaporilor saturați nu ar crește și nici temperatura vaporilor de apă.
Răspuns
Oala de fierbere a apa acționează ca un regulator de temperatură odată ce apa începe să fiarbă. Atâta timp cât arzătorul nu are nici un mijloc suplimentar de a transfera căldura în aburul de deasupra apei, nu crește temperatura, dar de fapt scade rapid, deoarece veți observa adesea condens în partea superioară a vasului.
Dacă doriți să creați abur peste $ 100 ^ o C $, atunci trebuie să aplicați încălzire suplimentară deasupra apei cu un alt arzător / încălzitor.
Răspuns
Persoana A are în esență dreptate, cu excepția faptului că moleculele de apă din aer nu sunt și nu la 100 ° C sau mai mult, dar la temperatura camerei, deoarece acestea sunt (presupuse) în echilibru cu celelalte componente ale aerului. Amintiți-vă că chiar și la temperatura camerei apa se transformă în vapori: acest evaporarea este ceea ce face ca bălțile de pe trotuar să dispară în cele din urmă după ploaie.
Persoana care sprijină A sunt măsurători făcute în experimente în bucătărie care atestă apa tem durata nu va depăși 100 ° C, chiar foarte aproape de suprafața inferioară.
Dacă preîncălziți vasul la cel puțin 200 ° C și aruncați puțină apă, veți primi Efect Leidenfrost , adică picăturile vor pluti o vreme peste o pernă de vapori. Cu mai multă apă, se va stropi cu vapori care ar putea fi în parte peste 100 ° C suficient de aproape de suprafața fierbinte.
Comentarii
- Cum poți spune că moleculele de apă din aer nu sunt 100 ° C atunci când aburul care se ridică din vas nu este încă în echilibru cu aerul din jur?
- Este ‘ o chestiune de interpretare a ceea ce vrea să spună prin ” în aer „. Am înțeles că a vrut să spună ” aerul ” în general „, dar chiar deasupra suprafeței apei clocotitoare a câștigat ‘ să nu fie deasupra 100 ° C.
- De asemenea, nu va fi la temperatura camerei, așa cum ați putea verifica cu ușurință ținând mâna chiar deasupra unui vas de fierbere.
- Repetați: înțeleg că OP înseamnă ” aerul în general „, nu deasupra apei clocotite; numai ei pot spune ce au vrut să spună.
- @stafusa Este ‘ de fapt destul de clar la ce se referea, deoarece a folosit termenul ” steam „, nu doar vapor. În acest context, aburul se referă în general la aburul umed (suprasaturat) vizibil pe care îl obțineți peste o oală de fierbere.