Физика кипящего чайника
Образование пузырей с паром на перегретом дне чайника начинается при температурах воды заметно ниже 100°С, но эти пузыри схлопываются, оторвавшись ото дна, и создают характерный звук.
Ключевые слова: давление насыщенных паров, температура, кипение, boiling
Пікірлер: 91
Соль, сахар, или мелкий песок - не имеет значения. В момент вброса соли вода уже нагрета и готова закипеть, но пар еще удерживается "всякими там" связями и силами :)) , после засыпки в чашу россыпи твердых частиц, каждая песчинка становится центром парообразования собирая на себя пар из водной массы, тчк. Прочес схож с процесом образования снежинок или дождя.
Образуется множество точек парообразования вокруг частиц соли, скорее всего так.
@darkfrei2
5 жыл бұрын
Тогда и с песком сработать должно. Если с песком не работает, значит растворённая соль изменила температуру кипения.
Буквально на днях смотря на кипящий стеклянный чайник подумал, что надо загуглить, откуда берутся пузыри. И сегодня в предложке появилось видео с вашего канала. Спасибо😊😊😊
Спасибо за видео! Каждый год, когда дело доходит до темы кипение-влажность-насыщенный пар, мучаюсь с поиском наглядных картинок. Буду теперь ученикам ваше видео показывать :)
@kolsanova
5 жыл бұрын
Соль создаёт центры парообразования, как я понимаю. Похожий эксперимент с перегретой жидкостью есть в лекции на сайте elementy, только там вроде бы сыпали толчёный мел
Теперь буду знать, когда выключать чайник, чтобы заварить кофе, там как раз надо около 90 градусов.
Никогда, почему-то, не задумывался об этом. Спасибо большое за ролик.
Отличное видео, спасибо! Как насчет сделать видео на тему деаэрации воды и растворимости газов в воде? А так же влияния газов в парах воды на температуру их конденсации. Было бы здорово увидеть ролик от вас на эту тему!
Помню как в детстве кипятил воду в банке кипятильником и наблюдал "плёнку" - границу раздела горячей и холодной воды. Она постепенно двигалась вниз, а когда опускалась на дно, вода закипала.
2:15 "отдельные точки на дне, центры парообразования" - от чего зависит их расположение?
@Evgenij_Pavenko
2 жыл бұрын
Думаю, центром парообразования является дефект поверхности колбы. Своего рода, пещерка, где вода нагревается интенсивнее, чем на гладких областях.
@vsserd1991
Жыл бұрын
От локальных дефектов и шероховатостей поверхности. Если сделать идеально гладкие стенки сосуда и использовать чистую воду, пузыри будут образовываться при гораздо больших температурах внутри объёма жидкости (гомогенное вскипание).
Каждая частица соли является центром кипения, т.е. точкой где вода начинает испаряться и появляются пузыри. А поскольку солинок много, то и центров кипения много. И кажеться, что вода пениться. Нечто подобное происходит и с конденсацией пара, т.е. переходом его в жидкое состояние, когда капельки воды появляются на центрах конденсации (например, мельчайшие пылинки)
Красиво снято
Всегда об этом думал, когда чайник ставил
Спс за ролик.
Замечал, что чайник шумит в начале и в конце нагрева. Теперь понятно, что в начале шумит выделяющийся воздух.
Перегретая жидкость Тот же принцип
Этот принцип используется в ректификационных колоннах, при разделении воздуха путём его глубокого охлаждения. Вместо соли там специальные решётки. Соль, решётки нарушают стабильное состояние смеси жидкости и газа
Температура кипения солёной воды отличается от чистой
@vdnbvs
Жыл бұрын
Она выше.
@deniszenkin7288
13 күн бұрын
А температура желтой воды?
👍 а еще бы в вакууме покипятили воду, было бы интересно многим...
Наверное разрушение(диссоциация) кристаллической структуры соли проходит с поглощением энергии, а соединение(гидратация) полученных ионов с водой дает дополнительное тепло. Если просуммировать, то результат будет положительным, то есть дополнительное тепло от растворение соли в воде.
@vasyllizanets7954
5 жыл бұрын
Я не настолько хорош в химии, да и глубина познания данного процесса бесконечная. Я только вижу, что упорядочена система, которой была кристаллической структура NaCl, в процессе диссоциации рассыпалась на более хаотичную систему в виде комплексов воды с ионами натрия и хлора. То есть энтропия системы увеличилась, что указывает на увеличения температуры от добавления соли в воду.
@vasyllizanets7954
5 жыл бұрын
По таблицам результат все таки положительный, если я правильно посчитал. Энергия решетки NaCl равна 715 кДж/моль, а теплота гидратации NaCl равна 775 кДж/моль, то есть 60 кДж/моль дополнительной теплоты.
@Rayvenor
4 жыл бұрын
@@vasyllizanets7954 "дополнительной теплоты" которой не хватит даже нагреть натрий и хлор до температуры воды. Соль добавляется комнатной температуры.
@Ramil_Kamalov
9 ай бұрын
@@Rayvenor ну если принять разницу температур 80 К, теплоемкость 920 Дж/кг•К, молярную массу 58,44 г - то энергия на разогрев 1 моля соли до температуры воды ~4,3 кДж, что гораздо меньше 60 кДж
Думаю можно просто взболтнуть, тот же эффект будет что и с солью.
почему вода вскипает когда кидаем соль? Потому что кристаллы соли имеют более плотное расположение атомов чем сама вода, следовательно лучше передают тепло(т.е. энергию вибрации атомов, энергию соударения атомов) благодаря этому каждая отдельная песчинка соли становится точкой образования воздуха(точкой парообразования). Позже соль растворяется в воде, то есть плотность атомов уменьшается, следовательно падает и количество передаваемых вибраций, при этом в процессе растворения происходит увеличение отдаваемого тепла относительно получаемого в результате температура снижается и становится ниже температуры парообразования.
У соли и у воды есть своя температура. Если у тяжело элемента будет высокая температура и в него насыпать легкий элемент с низкой температурой, то тогда можно и взорвать колбу. Вспомните, когда на натрий заливают воду, а не наоборот! Это же просто смешение двух компонентов с разными температурами. Опять же, никогда нельзя холодную погоду смешивать с горячей, получится воронка, которая всасывает в себя весь воздух. Это происходит в Карибском заливе каждый год!
а когда мы засыпаем соль в конце видео, вода именно кипит? это правда кипение?
При растворении соли -эффект кипения. Из-за изменения плотности воды.
Хорошо, образуется вокруг твёрдых частиц. А за счёт чего? Как это работает? Аж интересно стало
Я был уверен, что шум не от схлопывания пузыря, а от быстрого его образования. Если в опыте с растяжением шприца, наполненного водой, резко отпустить поршень, будет подобный звук?
Здравствуйте! Спасибо вам за ваши ролики - мне нравится что, и как вы это делаете. В продолжение этой темы, вопрос - почему не слышно шума нагреваемой воды (схлопывания паровых пузырей) в чайниках имеющих определённую геометрическую форму? Она напоминает в форму капли , лежащей на плоскости. Ответа я не знаю, но по моему, интересная тема для ролика.
@darkfrei2
5 жыл бұрын
Вот да, пора придумать бесшумные чайники, что мы в самом деле.
@Evgenij_Pavenko
2 жыл бұрын
Не знаю, правда ли существуют такие чайники? Мне кажется, схлопывание в любом случае должно быть.
Дорогие друзья, У меня вопрос. Почему при закипании пузыри становится больше, так как вся вода прогревается до ста градусов?
Почему котёл с паром может взорваться, если на его стенки бросить много снега??!)
Интересно, что шипение и шум, мы можем слышать в результате образования пузырьков с последующим увеличением в размерах. Мы также знаем, что в результате акустической кавитации, "схлопывания" пузырьков воздуха можно вскипятить воду. Но, вот интересно, звуковыми волнами какой интенсивности и частоты можно было бы это проделать. Или достаточно к чайнику приставить одну из сторон металлического прутка метровой длинны, и с противоположной стороны наносить удары молотком.
@vov4ick
Жыл бұрын
Шум возникает не при образовании пузырьков, а при их схлопывании (при кипении - из-за быстрой конденсации пара в них), в момент соударения стенок пузырьков. Примерно как когда хлопаете в ладоши. При перемешивании, течении или ультразвуковой обработке пузыри возникают в областях разрежения, а схлопываются когда попадают в область более высокого давления. Нагрев жидкости вызван в основном трением между её слоями из-за неоднородности течения (в том числе и вследствие кавитации), однако при этом неоднородность может быть недостаточной для возникновения кавитации. Почти очевидно что чем выше частота колебаний, тем менее однородное будет течение колеблющейся жидкости и больше нагрев, однако на практике для обработки жидкостей используют частоту 20-100 кГц с кавитацией и без. При этом большая часть мощности колебаний расходуется на нагрев. Эффективность ударов молотком для создания колебаний очень низкая и колебания получаются низкочастотными, так что жидкость не закипит никогда :) Хорошие классические книги: Голямина и др. "Ультразвук. Маленькая энциклопедия", Агранат и др. "Основы физики и техники ультразвука".
@margorita9745
5 ай бұрын
Ого
Тот пузырик, который остывая схлопывается, является прямым примером кавитации, верно?
@Evgenij_Pavenko
2 жыл бұрын
Точно.
Экзотермическая реакция мгновенная с солью, температуры выросла резко в результате растворения
Реакция соды с водой проходит с выделением энергии
Кипение -это процесс выделения воздуха из воды?). Цікаво. Спасибо!
Может соль и кипящая вода даёт реакцию химическую
Про кавитацию мало, как схлопывается пузыри, это же самый смак, эх
Если чайник кипит и выключить газ, то на какое-то мгновение кипение увеличивается. Почему?
@vladkovalev6687
Жыл бұрын
Очень интересный вопрос, присоединяюсь!!)
С газа закипевший чайник можно держать за ДНО 1-3сек. ПРОВЕРЕНО !!!
Почему пузыри увеличиваются при подъеме?
Вода кипит по причине того что соль создаёт дополнительные точки нуклеации.
Зашел сюда, что-бы узнать температуру пара над поверхностью воды. Неудачно.
вместо соли можно песок кинуть. или еще что то сыпучее
@stas_lu
5 жыл бұрын
@@schetnikov просто многие думают что соленая вода быстрее кипит, но она как раз медленнее будет. как тут написали дело в точках парообразования. чем мельче частицы тем лучше будет эффект.
@YaShoom
5 жыл бұрын
+Андрей Щетников Элемент ''чечевичий'' уменьшает температуру кипения.
@user-Leonidovich
5 жыл бұрын
@Андрей Щетников С чечевицей, мне кажется, другое дело. Вода ведь слабо кипела, значит, нагретая вода поднималась от центра дна, а остывающая опускалась у стенок. А чечевица, падая, затормозила это движение, и вода у дна дополнительно нагрелась. Только что придумал версию:)
@nellyz6523
4 жыл бұрын
@@schetnikov В холодной воде соль также порождает пузырьки. Более того, любой процесс растворения сопровождается пузырями. Есть версии, отчего так происходит?
как сделать перенасыщенный пар?? водяной
О классная тема! А объясните мне дураку почему из остывшего чайника вода наливается нормально а из только что вскипевшего вода начинает течь по носику и заливает кипятком стол и капает мне на ноги
@user-rv2ft4mj8c
Жыл бұрын
Силы поверхностного натяжения изменяются, соответственно изменяется и смачиваемость водой материала чайника. Вообще вода довольно странная жидкость, например вы не замечали что в душе если пустить из крана струёй холодную воду а потом горячую то звук разбивающейся струи о ванну будет разный? А это потому что у воды изменение вязкости от температуры вывихнутое, при нагревании растёт, а не падает как у других жидкостей... Все дело в вандервальсовых силах😑
@chipsan
Жыл бұрын
@@user-rv2ft4mj8c спасибо за направление👍 пошёл изучать материал
Так и нет ответа, почему чайник резко вскипает, когда выключили подвод тепла??!)
@Ef_O.OOOO21
Ай бұрын
Вначале движения воды нет. Происходит локальное кипение и приводит в движение воду. Более холодная вода остужает локальные точки и кипение прекращается. Когда температура всей жидкости уже высокая она не способна остудить зону нагрева и закипает.
@vladkovalev6687
Ай бұрын
@@Ef_O.OOOO21 Извините, не понял. Вы описали процесс плавного закипания . Но почему происходит процесс лавинообразно, когда прекращается подвод тепла?
Соль уменьшает плотность воды. Менее плотные жидкости кипят при меньшей температуре. То есть, соль смещает точку кипения з 100 С до меньшего значения.
@101picofarad
5 жыл бұрын
Вроде соленая вода более плотная...
@user-so7yp5ge9h
5 жыл бұрын
да, действительно.....
@sow1948
3 жыл бұрын
Но тогда бы вода с картошкой кипела быстрее
А с чего вы взяли что пузырьки при 40 градусах и при 100 это совершенно разные явления?
@101picofarad
5 жыл бұрын
при 40ка это пузырьки растворенного газа, а при 100 - пузыри водяного пара.
@VecherVV
5 жыл бұрын
@@101picofarad С чего вы взяли?
@ProkletyiPirat
5 жыл бұрын
Вообще-то это одно и то же явление, просто в воздухе и воде есть разное количество различных веществ(атомов) у этих веществ разная температура кипения плюс к этому нужно учитывать неравномерность передачи тепла и распределения атомов в пространстве. В результате в процессе нагрева постепенно происходит фракционирование\разделение\расслоение веществ что и приводит к наблюдаемому изменению гидродинамических явлений.
@101picofarad
5 жыл бұрын
@@VecherVV у Вас есть аргументы против этой гипотезы?
@VecherVV
5 жыл бұрын
101picofarad А пар это что, разве не газ? В чём логика? Пузырьки появляются от эпицентра нагрева, где температура не 40° а свыше 100. И не нужно ничего выдумывать. А растворённые газы в воде разумеется присутствуют, но это не основная причина образования пузырьков.
Просто плотность воды повышается и вода кипит ниже 100 градусов, или температура кипения просто уменьшается
@tatyanaivleva4968
5 жыл бұрын
тогда б дольше кипело, а не 2 секунды
@darkfrei2
5 жыл бұрын
@@tatyanaivleva4968 кипение это очень крутое охлаждение, 2 секунды кипения отнимают очень много тепла.
Растворение соли в воде сопровождается выбросом тепла? Так что ли?
@user-ny1lz7gp3x
5 жыл бұрын
Возможно я ошибаюсь, но кажется растворение соли в воде проходит наоборот с поглощением тепла.
@vladkovalev6687
Жыл бұрын
@@user-ny1lz7gp3x А зачем зимой солью посылают дороги?)))