Процесс кипения воды: Кипение — урок. Физика, 8 класс.

Содержание

Кипение | Физика

В отличие от испарения, которое происходит при любой температуре жидкости, другой вид парообразования — кипение — возможен лишь при совершенно определенной (при данном давлении) температуре — температуре кипения.

Пронаблюдаем это явление на опыте. Начнем нагревать воду в открытом стеклянном сосуде, периодически измеряя ее температуру. Через некоторое время мы увидим, как дно и стенки сосуда покроются пузырьками (рис. 82, а). Они образуются в результате расширения мельчайших пузырьков воздуха, существующих в углублениях и микротрещинах не полностью смачиваемых стенок сосуда.

По мере роста температуры интенсивность испарения воды внутрь этих пузырьков возрастает. Поэтому количество водяного пара, а вместе с ним и давление внутри пузырьков постепенно увеличиваются. При приближении температуры нижних слоев воды к 100 °С давление внутри пузырьков сравнивается с давлением, существующим вокруг них, после чего пузырьки начинают расширяться. С увеличением объема пузырьков растет и действующая на них выталкивающая (архимедова) сила. Под действием этой силы наиболее крупные пузырьки отрываются от стенок сосуда и поднимаются вверх. Если верхние слои воды еще не успели нагреться до 100 °С, то в такой (более холодной) воде часть водяного пара внутри пузырьков конденсируется и уходит в воду; пузырьки при этом сокращаются в размерах, и сила тяжести заставляет их снова опускаться вниз. Здесь они опять увеличиваются и вновь начинают всплывать вверх. Попеременное увеличение и уменьшение пузырьков внутри воды сопровождается возникновением в ней характерных звуковых волн: закипающая вода «шумит».

Когда вся вода прогреется до 100 °С, поднявшиеся наверх пузырьки уже не сокращаются в размерах, а лопаются на поверхности воды, выбрасывая пар наружу (рис. 82, б). Возникает характерное бульканье — вода кипит.

Кипением называется интенсивное парообразование, при котором внутри жидкости растут и поднимаются вверх пузырьки пара. Оно начинается после того, как давление внутри пузырьков сравнивается с давлением в. окружающей жидкости.

Во время кипения температура жидкости и пара над ней не меняется. Она сохраняется неизменной до тех пор, пока вся жидкость не выкипит.

Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.

Температура кипения зависит от давления, оказываемого на свободную поверхность жидкости. При увеличений этого давления рост и подъем пузырьков внутри жидкости начинается при большей температуре, при уменьшении давления — при меньшей температуре.

Температуру кипения различных веществ при нормальном атмосферном давлении можно найти в таблице 11.

Всем известно, что вода кипит при 100 °С. Но не следует забывать, что это справедливо лишь при нормальном атмосферном давлении (примерно 101 кПа). При увеличении давления температура кипения воды возрастает. Так, например, в кастрюлях-скороварках пищу варят под давлением около 200 кПа. Температура кипения воды при этом достигает 120 °С. В воде такой температуры процесс «варения» происходит значительно быстрее, чем в обычном кипятке. Этим и объясняется название «скороварка».

И наоборот, при понижении давления температура кипения воды становится меньше 100 °С. Например, в горных районах (на высоте 3 км, где давление атмосферы составляет 70 кПа) вода кипит при 90 °С. Поэтому жителям этих районов, использующим такой кипяток, требуется значительно больше времени для приготовления пищи, чем жителям равнин. А сварить в этом кипятке, например, куриное яйцо вообще невозможно, так как белок при температуре ниже 100 °С не сворачивается.

Уменьшение температуры кипения жидкости может играть и полезную роль. Так, например, при нормальном атмосферном давлении жидкий фреон кипит при температуре около 30 °С. При уменьшении же давления температуру кипения фреона можно сделать ниже 0 °С. Это используется в испарителе холодильника. Благодаря работе компрессора в нем создается пониженное давление, и фреон начинает превращаться в пар, отнимая теплоту от стенок камеры. Благодаря этому и происходит понижение температуры внутри холодильника.

Из таблицы 11 видно, насколько сильно могут отличаться температуры кипения различных веществ при одном и том же атмосферном давлении. Например, жидкий кислород кипит при –183 °С, а железо — при 2750 °С.

Различие в температурах кипения разных веществ находит широкое применение в технике, например в процессе перегонки нефти. При нагревании нефти до 360 °С та ее часть (мазут), которая имеет большую температуру кипения, остается в ней, а те ее части, у которых температура кипения ниже 360 °С, испаряются. Из образовавшегося пара получают бензин и некоторые другие виды топлива.

1. Что такое кипение? 2. Почему закипающая вода «шумит»? 3. Становится ли жидкость горячее в процессе кипения? 4. Где кипящая вода горячее: на уровне моря, на вершине горы или в глубокой шахте? 5. На чем основан принцип действия кастрюли-скороварки? 6. Используя рисунок 83, объясните, как можно заставить кипеть воду при обычной комнатной температуре. 7. За счет чего происходит понижение температуры внутри холодильника?

Экспериментальное задание. Возьмите большую кастрюлю с водой. Поместите в нее маленькую кастрюлю (тоже с водой) так, чтобы она плавала, не касаясь дна большой кастрюли. Поставьте их на плиту и начните нагревать. Что будет с водой в маленькой кастрюле, когда в большой кастрюле она будет кипеть? Почему? Бросьте в большую кастрюлю горсть соли. Что после этого произойдет с водой в маленькой кастрюле? Объясните наблюдаемое явление. Что можно сказать о температуре кипения соленой воды?

Кипение | 8 класс | Физика

Содержание

Для того чтобы превратить жидкость в пар, существует два способа: испарение и кипение. В прошлых уроках мы подробно разобрали, как происходит процесс испарения. В его ходе образуется пар, который в зависимости от условий может быть насыщенным или ненасыщенным.

Явление кипения мы часто наблюдаем в повседневной жизни. Для того чтобы приготовить чай или кофе, сначала мы доводим воду до кипения. Чтобы сварить суп, мы ждем, когда закипит вода в кастрюле.

На данном уроке мы рассмотрим, как физика описывает этот процесс, изучим изменения, происходящие при кипении и установим зависимости от других величин.

Процесс кипения

Проведем опыт: будем нагревать воду в открытом стеклянном сосуде и измерять ее температуру.

Отметим, что до того, момента как мы начнем нагревать воду, с поверхности воды идет испарение. Пар при этом не виден глазу, но, тем не менее, существует.

Начнем нагревать воду. Мы заметим, что в воде начинают появляться пузырьки (рисунок 1, а). С повышением температуры они начинают увеличиваться в размерах.

Рисунок 1. Кипение воды

В воде всегда растворено некоторое количество воздуха. При повышении температуры этот воздух выделяется из воды в виде пузырьков. Внутри них — воздух и водяной пар. Водяной пар там присутствует, потому что окружающая вода испаряется внутрь этих пузырьков воздуха.

Когда пузырьки поднимаются в верхние слои жидкости (более холодные), они уменьшаются в размерах. Происходит это из-за конденсации пара внутри пузырьков. Под действием силы тяжести они опускаются вниз в более горячую воду.

И снова начинают подниматься к поверхности. Происходит попеременное увеличение и уменьшение пузырьков, в ходе которых они двигаются в жидкости. При этом мы слышим шум. Он предшествует закипанию воды.

Вода постепенно прогревается по всему объему. Пузырьки перестают уменьшаться в размерах (рисунок 1, б). Под действием архимедовой силы, они всплывают на поверхность и лопаются. Насыщенный пар, содержащийся в них, смешивается с окружающим воздухом. Прекращается шум, остается только бульканье — вода закипела. Температура воды равна $100 \degree C$.

Кипение — это интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре.

Температура кипения

Если испарение происходит при любой температуре, то кипение происходит при некоторой определенной температуре. При этом:

разные жидкости закипают при разной температуре
кипение от начала до конца происходит при постоянной температуре

Температура кипения — это температура, при которой жидкость кипит.

Во время кипения температура жидкости не меняется.

Вспомните, при приготовлении того же супа после закипания воды огонь уменьшают. Теперь он просто поддерживает эту самую температуру кипения. Это дает экономию топлива.

{"questions":[{"content":"Можно ли увеличить температуру жидкости во время кипения?[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Можно","Нельзя"],"explanations":["","Температура кипения остается постоянной на протяжении всего процесса перехода жидкости в пар."],"answer":[1]}}}]}

Температура кипения зависит от давления на поверхность жидкости. Давление насыщенного пара в пузырьках при кипении всегда больше внешнего давления.

Соответственно, если мы увеличим внешнее давление, то температура кипения увеличивается. Если уменьшим — температура кипения тоже снизится.

Давление воздуха зависит от высоты. При ее увеличении над уровнем моря давление воздуха постепенно уменьшается. Значит, уменьшается и температура кипения жидкости. Если при нормальном атмосферном давлении вода закипает при $100 \degree C$, то в горах она закипит при температуре $90 \degree C$.

Получится ли сварить в таких условиях обычное куриное яйцо? Нет. Белок так и не сможет свернуться — это невозможно при температуре ниже $100 \degree C$.

Температура кипения некоторых веществ

В таблице 1 представлены экспериментально полученные значения температуры кипения для различных веществ.

Вещество	$t_{кип}, \degree C$	Вещество	$t_{кип}, \degree C$
Водород	-253	Вода	100
Кислород	-183	Ртуть	357
Эфир	35	Свинец	1740
Спирт	78	Медь	2567
Молоко	100	Железо	2750

Талица 1. Температура кипения некоторых веществ (при нормальном атмосферном давлении)

{"questions":[{"content":"Какая температура кипения у свинца?<br />[[input-1]] $\\degree C$.","widgets":{"input-1":{"type":"input","inline":1,"answer":"1740"}}}]}

В обычных условиях кислород является газом. Из таблицы мы видим, что его температура кипения равна $-183 \degree C$. При температуре ниже этой кислород будет жидким.

С другой стороны, вещества, которые мы обычно наблюдаем в твердом состоянии, имеют очень высокую температуру кипения. Например железо плавится и превращается в жидкость при температуре $1539 \degree C$. А чтобы заставить жидкое железо кипеть, необходимо довести его температуры в $2750 \degree C$.

Графики кипения жидкостей

На рисунке 2 показаны графики зависимости температуры $T$ от времени $t$ трех разных жидкостей: воды, спирта и эфира. Масса жидкостей одинакова, мощности нагревателей идентичны.

Рисунок 2. Графики зависимости температуры от времени воды, спирта и эфира

На рисунке видно, что горизонтальные участки графиков соответствуют процессам кипения. Они параллельны оси времени, температура на них остается постоянной. Чтобы определить, какой график соответствует каждой жидкости, нам нужно обратиться к таблице 1.

Температура кипения первой жидкости равна $35 \degree C$. Значит, график под номером 1 — это график нагревания и кипения эфира.

$70 \degree C$ — температура кипения спирта. Значит, 2 — график нагревания и кипения спирта.

График 3 соответствует воде, ведь ее температура кипения равна $100 \degree C$. Обратите внимание, что жидкости не нагреются выше своей температуры кипения. Например, при $100 \degree C$ вода полностью перейдет в пар. Пар же может иметь более высокую температуру.

Варка (метод приготовления во влажном тепле) — Джессика Гэвин

Если приготовление пищи кажется вам настолько сложным, что вы даже не можете вскипятить воду, подумайте еще раз; кипячение — самый простой и фундаментальный способ приготовления некоторых из ваших любимых блюд. Узнайте, как работает этот динамический этап жидкостного приготовления и когда его использовать.

Варка — это основной метод приготовления, используемый для приготовления всего, от пасты до овощей, яиц и мяса. Он используется на кухнях по всему миру каждый день, и, что самое приятное, для его приготовления требуется немного больше, чем кастрюля с толстым дном или кастрюля. Несмотря на то, что кипячение происходит при температуре всего на несколько градусов выше, чем варка на медленном огне или варка на медленном огне, эти небольшие градусы имеют огромное значение в том, как готовится пища.

Что такое кипение?

С научной точки зрения, кипение — это взрывной фазовый переход между жидким состоянием и газообразным состоянием. На кухне кипячение — это приготовление пищи при относительно высокой температуре, 212 градусов, в воде или другой жидкости на водной основе. Когда жидкость закипает, пузырьки, вызванные водяным паром, устремляются к поверхности жидкости и лопаются. Это энергичный процесс, который лучше всего подходит для более твердых продуктов; все тонкое может быть повреждено.

Процесс — Как это работает?

Кипячение — это метод приготовления с влажным теплом , который происходит, когда температура жидкости достигает 212 градусов. Еда полностью погружена в воду для равномерного распределения тепла. Полное кипение — сильное, когда пузырьки быстро и сильно лопаются по всей поверхности воды. Медленное кипение — это медленное кипение, почти медленное кипение при температуре 205 градусов. При медленном кипении над поверхностью воды будут медленно лопаться пузырьки. В зависимости от пищи, которую вы готовите, вы должны либо добавить ее в уже кипящую воду, либо добавить в холодную воду и довести до температуры кипения; об этом позже, ниже.

Какую кулинарную проблему решает этот метод?

Кипячение используется для улучшения текстуры крахмалистых продуктов и более жестких белков, что делает их более съедобными. Он также оживляет злаки, сушеные макароны и сушеные бобовые, делая их мягкими и нежными.

Использование термометра для контроля температуры

Лучший способ узнать, кипит ли ваша пища, — посмотреть на поверхность жидкости. На поверхности лопаются большие пузыри? Если нет, возможно, пришло время увеличить огонь или накрыть кастрюлю крышкой. Вы также можете использовать термометр для контроля температуры воды и измерения внутренней температуры того, что вы готовите, особенно мяса и птицы.

Способы ускорить закипание воды

Старая поговорка «Котел, за которым следят, никогда не закипит» кажется верной, если вы когда-либо ждали целую вечность, пока нагреется большая запасная кастрюля с водой. Если вам интересно, что вы можете сделать, чтобы ускорить процесс, есть некоторые научные данные, которые предполагают, что добавление водорастворимого вещества, такого как соль или сахар, в жидкость может несколько снизить температуру кипения и заставить воду кипеть быстрее. Если вам это не нравится, накройте кастрюлю крышкой, и это должно помочь.

Влияние высоты на кипение

Хотите верьте, хотите нет, но кипение зависит от атмосферного давления вокруг вас. Более высокие высоты с более низким атмосферным давлением могут означать, что ваша вода достигает точки кипения при более низкой температуре. Однако вам, возможно, придется готовить пищу дольше, потому что вы также готовите при более низкой общей температуре.

Преимущества кипячения

Время : С точки зрения времени кипячение может быть молниеносным или очень медленным. Бланширование овощей может занять очень мало времени. Макароны и картошка могут занять 10-15 минут, где-то посередине. А жесткое мясо или птицу можно долго и медленно готовить, чтобы получить питательный бульон и нежные белки.
Вкус : Вареная пища сохраняет свой естественный вкус без добавления жиров или масел при тушении или жарке. Кипячение также делает вкус более концентрированным за счет уменьшения количества соусов.
Текстура : Никто не мог есть сырой картофель, сушеные бобы или сырую лебеду. Варка делает зерно, бобы и крахмалистые овощи вкусными и съедобными, разбивая их и делая мягкими.
Питание : Варка — лучший способ приготовления вкусных и очень питательных бульонов из мяса и овощей. Однако многие водорастворимые витамины могут попасть в жидкость для приготовления пищи в процессе кипячения. Если вы сливаете кипящую жидкость, вы также можете выбросить много питательных веществ. Один из способов предотвратить это — подавать жидкость для приготовления пищи как часть блюда, чтобы сохранить питательную ценность того, что вы готовите. Супы и тушеные блюда используют это в своих интересах.

Как поддерживать кипячение

Чтобы поддерживать кипение, нужно использовать большое количество воды, чтобы при добавлении пищи она не охлаждала жидкость слишком сильно и не замедляла процесс приготовления. Добавляйте пищу понемногу, чтобы вода лучше сохраняла тепло. Накрывая кастрюлю крышкой, вы также поможете поддерживать правильную температуру кипения.

Метод кипячения

При кипячении ингредиентов они делают это в воде или какой-либо другой жидкости, иногда содержащей соль, масло или масло для вкуса и текстуры. Пищу обычно добавляют в жидкость после того, как она закипит, а затем иногда переводят на стадию кипячения до готовности. Однако в других случаях пищу добавляют в холодную воду, а затем доводят до кипения. Особенно это касается корнеплодов: моркови, картофеля, сладкого картофеля, свеклы, репы и брюквы.

Сколько жидкости использовать (большое количество для полного погружения)

Кипячение в качестве метода приготовления является простым и хорошо подходит для приготовления больших объемов пищи, если у вас есть достаточно большая кастрюля. Что бы вы ни готовили, убедитесь, что воды достаточно, чтобы продукты полностью погрузились под поверхность. В конце концов, горячая жидкость готовит еду!

Сколько соли нужно использовать для кипячения/приправы воды

Большинство домашних поваров и даже шеф-поваров обращают внимание на количество соли, которую они используют в воде, если они ее используют, но если вы чувствуете необходимость отмерить, сколько соли использовать в воды для приготовления пищи, попробуйте этот 1% раствор: добавьте 1 ½ чайной ложки соли на литр воды для приготовления пищи. Вода определенно никогда не должна иметь вкус морской воды; это было бы слишком много соли.

Кипячение Концентраты ароматизаторов

Соусы для разбавления. Поскольку кипячение вызывает быстрое испарение, это очень полезно для разбавления соусов и концентрирования ароматов. Прекрасным примером этого является приготовление подливок и соусов для сковороды. Капля белого вина или бульона, налитая в сковороду, в которой вы готовили, уваривается и становится частью ароматного, насыщенного соуса.

Преимущества и недостатки кипячения

Во-первых, кипячение невероятно просто и позволяет относительно легко приготовить большое количество пищи. Кроме того, быстрое начальное кипячение — идеальный способ улучшить цвет зеленых овощей при сохранении их питательной ценности, если приготовление сведено к минимуму. Это также прекрасный способ приготовить более жесткие и недорогие куски мяса и птицы. Приготовление собственного мяса, птицы и овощей в домашних условиях путем варки отходов является экономичным и питательным, сокращает кухонные отходы и дает вам что-то вкусное для последующего использования.

Однако переваренная пища может привести к потере водорастворимых витаминов и минералов, поэтому следите за тем, что вы готовите, и, если возможно, добавляйте жидкость для приготовления пищи в то, что вы подаете. Суп — это отличный способ сварить еду в жидкости, которую можно будет съесть, например. Варка также может быть медленным способом приготовления пищи, но все хорошее требует времени!

Продукты для варки

Яйца : Для яиц, сваренных вкрутую и всмятку, требуется разное время варки на плите. Вообще говоря, ориентируйтесь на 5 минут для мягкого желтка и 6-7 минут для сваренного вкрутую яйца. Для получения более подробной информации см. другие мои методы приготовления яиц, в том числе один в Instant Pot.
Макароны : Все макароны разные, но цель состоит в том, чтобы варить макароны до состояния al dente, или «на зуб». В идеале макароны должны по-прежнему оказывать некоторое сопротивление, а не быть полностью мягкими на всем протяжении.
Картофель и корнеплоды : В зависимости от плотности и размера картофеля или корнеплодов это может варьироваться. Он считается приготовленным, когда кончик острого ножа можно легко вставить в овощ без особого сопротивления.
Бланширование овощей : Не более нескольких минут для зеленых овощей, таких как брокколи, стручковая фасоль и шпинат.
Зерновые : Каждое зерно имеет свое уникальное время приготовления, поэтому внимательно прочитайте инструкции. Полба, фарро, лебеда, просо, ягоды пшеницы прекрасно готовятся при кипячении.
Рис : Если вы не используете рисоварку, следующим лучшим способом его приготовления будет варка риса. Коричневый, дикий и черный сорта риса готовятся намного дольше, чем любой из белых сортов, поэтому планируйте соответствующим образом и внимательно читайте инструкции на этикетке каждого из них. Некоторым видам риса требуется точное количество воды для точного соотношения риса и воды, в то время как другие можно свободно варить в воде, а затем сливать.

Инструменты для варки

Большая кастрюля с толстым дном или глубокая кастрюля, желательно с крышкой, является наиболее важным инструментом для варки пищи. Шумовки помогают удалять вареную пищу, оставляя горячую воду позади. Они также могут эффективно снимать пену с кипящего бульона. Ассортимент щипцов из нержавеющей стали различных размеров станет удобным дополнением к любой хорошо оборудованной кухне.

Кастрюля
Настольная горелка
Щелевая ложка
Прихватки
Щипцы для приготовления пищи
Кухонный чайник
Мгновенный термометр

Некоторые из приведенных выше ссылок являются партнерскими ссылками, по которым я получаю небольшую комиссию за моего реферала без каких-либо дополнительных затрат для вас! Спасибо за поддержку моего сайта.

Кипячение | Определение, приготовление и методы

кипячение

Все носители

Связанные темы:: побледнение
парбланширование
браконьерство
обжигающий
кипящий

См. все связанные материалы →

кипячение , приготовление пищи погружением в воду, нагретую почти до температуры кипения (212 °F [100 °C] на уровне моря; на больших высотах вода кипит при более низких температурах, снижение температуры кипения составляет примерно один градус Цельсия на каждые 1000 футов [300 метров]). Водорастворимые вещества, такие как сахар и соль, повышают температуру кипения воды.

Варка в основном используется для приготовления мяса и овощей. Степень приготовления варьируется в зависимости от индивидуального вкуса и региональных или традиционных изречений; в кулинарии юга США, например, варка овощей обычно длительная, с мягкой консистенцией и желательным сочетанием вкусов в объединенных ингредиентах. С другой стороны, в новой кухне Франции китайское влияние диктует минимальное кипячение или приготовление на пару для сохранения свежего цвета, текстуры и вкуса.

Еще из Британники

Пиво: кипячение и брожение

К методам приготовления пищи в горячей воде применяется ряд специальных терминов. Ошпаривание осуществляется в воде, нагретой примерно до 185 ° F (85 ° C), обычно в пароварке, которая передает тепло воды, содержащейся в большей кастрюле, в меньшую кастрюлю с пищей, что позволяет избежать контакта между продуктами. и вода. Этот метод обычно используется для приготовления молока для хлеба и заварного крема. При температуре чуть выше температуры кипения вода начинает заметно циркулировать и дрожать; в этот момент продукты, особенно яйца и рыба, могут быть приготовлены браконьером. В точке кипения, определяемой по-разному, но обычно приближающейся к температуре кипения, поверхность воды распадается на мелкие пузырьки; кипячение в закрытой или открытой кастрюле обычно используется для приготовления супов, тушеных блюд и жаркого.