Темп кипения воды: При какой температуре кипит вода?

Свойства пара / Техническая информация / Темп-ресурс

Свойства пара

Что это такое и как им пользоваться

Численные значения параметров теплоты, а также взаимосвязь между температурой и давлением, приведенные в настоящем Руководстве, взять из Таблицы «Свойства насыщенного пара».

Определение применяемых терминов:

Насыщенный пар

Чистый пар, температура которого соответствует температуре кипения воды при данном давлении.

Абсолютное давление

Абсолютное давления пара в барах (избыточное плюс атмосферное).

Зависимость между температурой и давлением

Каждому значению давления чистого пара соответствует определенная температура. Например: температура чистого пара при давлении 10 бар всегда равна 180°С.

Удельный объём пара

Масса пара, приходящаяся на единицу его объёма, кг/м3.

Теплота кипящей жидкости

Количество тепла, которое требуется чтобы повысить температуру килограмма воды от 0°С до точки кипения при давлении и температуре, указанных в Таблице. Выражается в ккал/кг.

Скрытая температура парообразования

Количество тепла в ккал/кг, необходимое для превращения одного килограмма воды при температуре кипения в килограмм пара. При конденсации одного килограмма пара в килограмм воды высвобождает такое же самое количество теплоты. Как видно из Таблицы, для каждого сочетания давления и температуры величина этой теплоты будет разной.

Полная теплота насыщенного пара

Сумма теплоты кипящей жидкости и скрытой теплоты парообразования в ккал/кг. Она соответствует полной теплоте, содержащейся в паре с температурой выше 0°С.

Как пользоваться таблицей

 Кроме определения зависимости между давлением и температурой пара, Вы, также, можете вычислить количество пара, которое превратится в конденсат в любом теплообменнике, если известно передаваемое им количество теплоты в ккал. И наоборот, Таблицу можно использовать для определения количества переданной теплообменником теплоты если известен расход образующегося конденсата.

1 ккал = 4,186 кдж

1 кдж  = 0,24 ккал

1 бар  = 0,102 МПа

ПАР ВТОРИЧНОГО ВСКИПАНИЯ

Что такое пар вторичного вскипания:

Когда горячий конденсат или вода
из котла, находящиеся под определенным давлением, выпускают в пространство, где
действует меньшее давление, часть жидкости вскипает и превращается в так
называемый пар вторичного вскипания.

Почему он имеет важное значение :

Этот пар важен потому, что в нем
содержится определенное количество теплоты, которая может быть использована для
повышения экономичности работы предприятия, т.к. в противном случае она будет
безвозвратно потеряна. Однако, чтобы получить пользу от пара вторичного
вскипания, нужно знать как в каком количестве он образуется в конкретных
условиях.

Как он образуется :

Если воду нагревать при атмосферном давлении, ее
температура будет повышаться пока не достигнет 100°С – самой высокой
температуры, при которой вода может существовать при данном давлении в виде
жидкости. Дальнейшее добавление теплоты не повышает температуру воды, а
превращает ее в пар.

Теплота, поглощенная водой в
процессе повышения температуры до точки кипения, называется физической теплотой
или тепло-содержанием. Теплота, необходимая для превращения воды в пар, при
температуре точки кипения, называется скрытой теплотой парообразования.
Единицей теплоты, в общем случае, является килокалория (ккал), которая равна
количеству тепла, необходимому для повышения температуры одного килограмма воды
на 1°С при атмосферном давлении.

Однако, если воду нагревать при
давлении выше атмосферного, ее точка кипения будет выше 100°С, в силу чего
увеличится также и количество требуемой физической теплоты. Чем выше давление,
тем выше температура кипения воды и ее теплосодержание. Если давление
понижается, то теплосодержание также уменьшается и температура кипения воды
падает до температуры, соответствующей новому значению давления. Это значит,
что определенное количество физической теплоты высвобождается. Эта избыточная
теплота будет поглощаться в форме скрытой теплоты парообразования, вызывая
вскипание части воды и превращение ее в пар. Примером может служить выпуск
конденсата из конденсатоотводчика или выпуск воды из котла при продувке.
Количество образующегося при этом пара можно вычислить.

Конденсат при температуре пара 179,9
°C
и
давлении 10 бар обладает теплотой в количестве 182, 1ккал/кг. См. Колонку 5
таблицы параметров пара. Если его выпускать в атмосферу, т.е. при абсолютном
давлении 1 бар, теплосодержание конденсата сразу же упадет до 99,7 ккал/кг.
Избыток теплоты в количестве 82,3 ккал/кг вызовет вторичное вскипание части
конденсата. Величину части конденсата в %, которая превратится в пар вторичного
вскипания, определяют следующим образом :

Разделите разницу между
теплосодержанием конденсата при большем и при меньшем давлениях на величину
скрытой теплоты парообразования при меньшем давлением значении давления и
умножьте результат на 100.

Выразив это в виде формулы,
получим :

% пар вторичного вскипания

q1 = теплота конденсата при
большем значении  давления до его выпуска

q2 = теплота конденсата при
меньшем значении давления, т.е. в пространстве, куда производится выпуск

r   = 
скрытая теплота парообразования пара при меньшем значении давления, при
котором производится выпуск конденсата

% пара вторичного вскипания =

График 1.

График 2.                                                                                                    

Объем пара вторичного вскипания при выпуске
одного кубического метра конденсата в систему с атмосферным давлением.

 Для упрощения
расчетов, на графике показано количество пара вторичного вскипания, которое
будет образовываться, если выпуск конденсата будет производится при разных
давлениях на выходе

Влияние присутствия воздуха на температуру пара

Рис. 1 поясняет, к чему приводит
присутствие  воздуха в паропроводах, а в
Таблице 1 и на Графике 1 показана зависимость снижения температуры пара от
процентного содержания в нем воздуха при различных давлениях.

Влияние присутствия воздуха на теплопередачу

Воздух, обладая отличными
изоляционными свойствами, может образовать, по мере конденсации пара,
своеобразное «покрытие» на поверхностях теплопередачи и значительно
понизить ее эффективность.

При определенных условиях, даже
такое незначительное количество воздуха в паре как 0,5% по объему может
уменьшить  эффективность тепло — передачи
на 50%. См. Рис.1

СО₂ в газообразной
форме, образовавшись в котле и перемещаясь вместе с паром, может растворится в
конденсате, охлажденном ниже температуры пара, и образовать угольную кислоту.
Эта кислота весьма агрессивна и, в конечном итоге «проест»
трубопроводы и теплообменное оборудование. См. Рис.2. Если в систему попадает
кислород, он может вызвать питтинговую 
коррозию чугунных и стальных поверхностей. См. Рис. 3.

Паровая камера со 100%
содержанием пара. Общее давление 10 бар. 
Давления пара 10 бар температура пара 180°С

Рис.1. Камера, в которой
находится смесь пара и воздуха, передает только ту часть теплоты, которая
соответствует парциальному давлению пара, а не полному давлению в ее полости.

Паровая камера с содержанием
пара 90%

И воздуха 10%. Полное давление
10 бар. Давление

 Пара 9 бар, температура пара 175,4°С

Таблица 1.

Свойства пара

Теплофизические свойства воды и водяного пара (программа расчета)

Методические указания по очистке и контролю возвратного конденсата (РД 34. 37.515-93)

Температура охлаждающей жидкости: норма, кипения

Содержание

• Датчик для измерения нагрева ОЖ
• Контроль температуры теплоносителя
• Как контролировать температуру ОЖ без датчика
• Важность соблюдения температурного режима
• Поддержание оптимальной температуры
• Устранение неисправностей в системе

Зазоры всех деталей двигателя автомобиля рассчитаны на нагрев до рабочей температуры. По этой причине производительность, максимальная мощность и экономное потребление топлива обеспечиваются при достижении силовым агрегатом оптимального температурного режима. Нагрев мотора контролируется водителем через температуру охлаждающей жидкости. Уменьшает ресурс двигателя и является причиной многих неисправностей как недостаточно нагретый теплоноситель, так и перегрев системы охлаждения. Поэтому водитель всегда должен иметь информацию касательно состояния охлаждающей жидкости и отслеживать симптомы, указывающие на закипание теплоносителя.

Датчик для измерения нагрева ОЖ

В системе охлаждения автомобиля предусмотрен температурный датчик. Его показатели отображаются на индикаторе приборной панели для информирования водителя о степени нагрева антифриза, циркулирующего в системе. Также сигналы датчика получает блок управления для включения вентилятора дополнительного охлаждения, установленного перед радиатором, а также для коррекции угла опережения зажигания. В зависимости от температуры антифриза электроникой обеспечивается регулировка подачи топлива с целью устойчивой работы мотора на разных оборотах.

Температурный датчик сделан на основе термистора с изменяемым сопротивлением в зависимости от нагрева. Корпус датчика контактирует непосредственно с охлаждающей жидкостью, которая циркулирует по контуру. Важно, чтобы датчик точно измерял температуру ОЖ. При передаче в блок управления неправильных показаний относительно нагрева теплоносителя (завышенная или заниженная фактическая температура) появляются симптомы, влияющие на управление автомобилем:

• При наборе скорости происходят рывки.
• Повышается потребление топлива.
• Неустойчивая работа на холостом ходу.
• Не запускается мотор или запускается с трудом.
• Происходят нагрев силового агрегата до критического значения и полная остановка.
• Несмотря на высокую температуру, не включается вентилятор радиатора.
• При нажатии на педаль акселератора появляется детонация в цилиндрах.

Контроль температуры теплоносителя

Индикатор нагрева ОЖ на приборной панели имеет шкалу или сигнальную лампу, по которой водитель определяет как нагрев мотора до рабочей температуры, так и закипание охлаждающей жидкости. На шкале могут быть цифровые показатели или красная зона. Индикатор предоставляет возможность осуществлять контроль:

• Как происходит прогрев двигателя после стоянки автомобиля.
• Нагрева антифриза до рабочей температуры.
• Поддержания температуры в разрешенном диапазоне при разной нагрузке на мотор.
• Начала кипения антифриза.

Если система охлаждения и механизмы двигателя поддерживаются в исправном состоянии, то теплоноситель нагревается до 85–95 °С и эффективно циркулирует в системе. При повышенных нагрузках на мотор теплоноситель может временно нагреваться до 100 °С и больше. Данная температура должна поддерживаться в системе как при эксплуатации автомобиля в жару, так и при движении в холодное время года.

Движение стрелки прибора к красной зоне указывает на перегрев антифриза, поэтому водитель должен остановить машину, заглушить двигатель и разобраться с неисправностью. Нельзя допускать закипания ОЖ, поскольку для двигателя будут негативные последствия. Антифриз, доведенный до кипения, быстро испаряется, а его присадки перестают выполнять свои функции.

Как контролировать температуру ОЖ без датчика

Электронный датчик, измеряющий температуру антифриза, может в любой момент выйти из строя. Поэтому водитель должен уметь измерить степень нагрева охлаждающей жидкости для недопущения дорогостоящего ремонта. Зная, какая температура охлаждающей жидкости должна быть, можно использовать обычный бытовой, но лучше профессиональный мультиметр.

Если у прибора есть функция измерения нагрева поверхности, то он комплектуется термопарой. Для измерения нагрева жидкости мультиметром необходимо термопару зафиксировать к корпусу датчика измерения температуры, и через несколько минут на дисплее будет значение нагрева двигателя. Температуру антифриза можно измерить, если прикрепить термопару мультиметра к патрубку. При этом нужно обеспечить хороший контакт термопары с плоскостью измерения нагрева.

Прибор измеряет нагрев в широком диапазоне, поэтому может использоваться водителем. Если автовладельцу необходимо знать температуру силового агрегата в разных режимах работы и условиях эксплуатации, то необходимо воспользоваться дополнительным датчиком измерения температуры.

Важность соблюдения температурного режима

Если не принять своевременно меры по предотвращению повышения температуры охлаждающей жидкости, то возникнут негативные последствия для силового агрегата автомобиля:

• Закипание теплоносителя и усиленное испарение.
• Снижение эффективности отвода тепла от мотора.
• Перегрев и деформация деталей поршневой группы.
• Нарушение геометрии охлаждающего контура.
• Сокращение тепловых зазоров деталей.
• Заклинивание и остановка мотора.

При таких симптомах понадобятся квалифицированные работы в объеме капитального ремонта. При нецелесообразности ремонта двигатель подлежит замене. Если в системе охлаждения используется дистиллированная вода, то она закипит уже при 100 °С. Качественные антифризы Синтек характеризуются повышенной точкой кипения (не менее 110 °С), что намного безопаснее для двигателя. Охлаждающая жидкость синего и зеленого цвета не закипит при нагреве до 115 °С. Антифриз с органическими присадками может выдерживать до 125 °С.

Кипение ОЖ указывает на серьезные проблемы в двигателе автомобиля. Антифриз может закипеть в следующих случаях:

1. Низкий уровень теплоносителя в расширительном бачке. Незначительное понижение объема жидкости связано с естественным испарением и устраняется доливкой небольшого количества очищенной воды или антифриза. Если уровень упал ниже отметки min, то в системе с большой вероятностью происходит утечка жидкости.
2. Залипание термостата. Антифриз постоянно прогоняется по малому кругу без радиатора и не охлаждается. В результате нарушается тепловой баланс двигателя.
3. Образование пробок из попавшего в систему воздуха при неграмотном заливе ОЖ в систему.
4. Выход из строя вентилятора, создающего дополнительный поток воздуха.
5. Загрязнение сот радиатора, из-за которого снижается эффективность передачи тепла в атмосферу от теплоносителя.

Поддержание оптимальной температуры

Система охлаждения эффективно отводит тепло от стенок цилиндров и поддерживает температуру антифриза в заданном диапазоне. После пуска холодного мотора ОЖ начинает циркулировать по малому кругу, в который входят следующие элементы:

• Рубашка охлаждения мотора.
• Водяной насос.
• Термостат.
• Теплообменник отопителя салона.

После прогрева теплоносителя до 80–85 °С начинает постепенно открываться термостат, направляя антифриз по большому кругу через радиатор. Благодаря множеству сот в радиаторе теплоноситель охлаждается и снова направляется к рубашке охлаждения двигателя. Если температура антифриза продолжает расти, то по сигналу датчика температуры блок управления включает вентилятор. Созданный принудительно поток воздуха более эффективно и быстро охлаждает циркулирующую жидкость.

При понижении температуры охлаждающей жидкости вентилятор выключается. При дальнейшем понижении степени нагрева теплоносителя начинает закрываться термостат, предотвращая его циркуляцию через радиатор. Таким образом, постоянно поддерживается оптимальная (рабочая) температура антифриза в любых условиях эксплуатации автомобиля.

С целью компенсации избыточного давления в системе, образующегося при нагревании теплоносителя, в контур подключается расширительный бачок. Компенсация давления происходит благодаря крышке с клапаном. Если антифриз остывает, то образуется разрежение в системе. Чтобы уравнять давление, срабатывает впускной клапан на крышке расширительного бачка. Если клапан крышки бачка выйдет из строя, то увеличивающееся давление повредит патрубки и шланги.

Устранение неисправностей в системе

Температура охлаждающей жидкости не должна быть больше или меньше установленного значения. В случае когда при движении на автомобиле водитель заметил, что горит сигнальная лампочка перегрева антифриза, а стрелка индикатора приближается к красной зоне, необходимо:

• Немедленно остановиться с соблюдением правил дорожного движения.
• Заглушить мотор.
• Принять меры для устранения проблемы.

В специализированном автоцентре мастера проведут визуальный осмотр и диагностику контура, а также всех элементов с целью устранения протечки жидкости. Специалисты выполнят тестирование радиатора и расширительного бачка на предмет наличия микротрещин. Также подлежит проверке электронный датчик, измеряющий температуру циркулирующего теплоносителя.

Для нормального функционирования и поддержания рабочей температуры антифриза система охлаждения должна регулярно обслуживаться. Необходимо своевременно менять антифриз через указанные производителями интервалы. Заливать в систему нужно только качественный теплоноситель. При использовании охлаждающей жидкости на протяжении длительного времени качество ее присадок ухудшается, поэтому состав теряет свои свойства. Должен регулярно проводиться визуальный контроль уровня жидкости в расширительном бачке.

Охлаждающая жидкость Синтек отвечает требованиям по качеству, очень быстро нагревается до рабочей температуры и обеспечивает мотору нормальный тепловой режим функционирования. Если знать, какова норма температуры охлаждающей жидкости, то можно поддерживать систему охлаждения в исправном состоянии и безаварийную работу двигателя в любых условиях эксплуатации.

Температура кипения воды — При какой температуре закипает вода?

Эта запись была опубликована 6 августа 2020 г. автором Anne Helmenstine (обновлено 25 мая 2022 г. )

Нормальная температура кипения воды составляет 100 °C или 212 °F. Изменения высоты влияют на температуру кипения, потому что они влияют на атмосферное давление.

Нормальная температура кипения воды составляет 100 °C, 212 °F или 373,1 K. «Нормальная» относится к уровню моря или высоте 0 метров или футов. Но температура кипения воды меняется с высотой. Температура кипения – это более высокая температура ниже уровня моря и более низкая температура над уровнем моря.

Факторы, влияющие на температуру кипения воды

Температура кипения воды – это температура, при которой давление паров жидкости равно атмосферному давлению. Причина, по которой температура кипения изменяется с высотой, заключается в изменении атмосферного давления. Эффект заметен, если сравнить точку кипения в долине и на вершине горы. На каждые 150 м (500 футов) подъема над уровнем моря температура кипения воды снижается примерно на полградуса Цельсия или один градус Фаренгейта. Но даже ежедневные изменения барометрического давления влияют на температуру кипения, хотя разница температур слишком мала, чтобы ее заметить.

Атмосферное давление — не единственный фактор, влияющий на температуру кипения. Примеси повышают температуру кипения в результате процесса, называемого повышением температуры кипения. Например, добавление соли в воду повышает ее температуру кипения. В то время как некоторые люди добавляют соль в кипящую воду, потому что они думают, что при более высокой температуре еда будет готовиться быстрее, эффект на самом деле слишком мал, чтобы что-то изменить.

Точка кипения в Денвере, Ла-Пасе и других местах

Вода закипает при более низкой температуре в таких городах, как Денвер и Ла-Пас, но при более высокой температуре в таких местах, как Долина Смерти и Мертвое море. Если вы живете на большой высоте, пища готовится при более низкой температуре, поэтому ее приготовление часто занимает больше времени. Вы не можете сделать воду горячее, кипятя ее дольше или нагревая сильнее. Вот почему многие рецепты включают указания по приготовлению на высоте или рекомендуют использовать скороварку.

. )

Location	Elevation	Boiling Point (°C)	Boiling Point (°F)
The Dead Sea	-427 m (-1401 ft)	101,4	214,5
Долина Смерти	-86 м (-282 фута)	100,3	212.5
4124 2	100.1	212.2
Sea Level	0 m (0 ft)	100	212
London	14 m (36 ft)	99.96	211.9
Denver	1609 m (5280 ft)	94.7	202.5
La Paz, Bolivia (highest capitol city)	3640 m (11942 ft)	87.8	190. 0
Mt. Everest	8848 м (29029 футов)	69,9	157,8

Температура кипения воды на разных высотах.

Кипячение воды при комнатной температуре

Вы можете кипятить воду при комнатной температуре, если достаточно понизите атмосферное давление. Вы можете продемонстрировать это сами, используя пластиковый шприц. Наберите в шприц небольшой объем воды, оставив много свободного пространства. Теперь приложите палец к открытому концу шприца, чтобы закрыть его, и как можно быстрее потяните упаковку на поршень, чтобы снизить давление. Может потребоваться пара попыток, чтобы усовершенствовать свою технику, но вы можете видеть, как вода кипит. Если у вас есть доступ к вакуумному насосу, проще всего применить вакуум к герметичному контейнеру с водой.

Посмотрите, как вакуумный насос заставляет воду кипеть при комнатной температуре. (кредит: Андрейдам)

Вода замерзает или кипит в космосе?

Точно так же вода сразу закипает в космическом вакууме. Затем пар немедленно кристаллизуется в лед. Если вы наблюдаете запуск ракеты в космос, то иногда можете увидеть, как на поверхности образуется лед. Кроме того, когда астронавты выпускают мочу в космос, она испаряется до того, как образует замороженные кристаллы.

Ссылки

• ДеВо, Ховард (2000). Термодинамика и химия (1-е изд.). Прентис-Холл. ISBN 0-02-328741-1.
• Голдберг, Дэвид Э. (1988). 3000 решенных задач по химии  (1-е изд.). Макгроу-Хилл. раздел 17.43. ISBN 0-07-023684-4.
• Вест, Дж. Б. (1999). «Барометрическое давление на горе Эверест: новые данные и физиологическое значение». Журнал прикладной физиологии . 86 (3): 1062–1066. doi:10.1152/jappl.1999.86.3.1062

Температура кипения воды на разных высотах

К

Бетани Монсель

Бетани Монсель

Профессиональный блоггер и автор кулинарных книг Бетани Монсель стала экспертом по приготовлению вкусных и полезных блюд с ограниченным бюджетом. Она также имеет степень диетолога.

Узнайте о The Spruce Eats’
Редакционный процесс

Обновлено 29.08.19

Ель

Одним из наиболее значительных изменений, происходящих в высокогорных районах в отношении приготовления пищи, является точка кипения воды. По мере увеличения высоты атмосферное давление, оказывающее давление на воду, уменьшается, что позволяет воде кипеть при более низких температурах.

Более низкая температура кипения означает, что пища готовится при более низкой температуре, несмотря на то, что вода кипит. Важно понимать, насколько снижается температура кипящей воды по мере увеличения высоты.

Поскольку почти треть домохозяйств в США проживает в высокогорных районах, этот простой научный факт может сильно повлиять на вашу кулинарию. Сравните свою высоту с этой таблицей, чтобы увидеть, готовите ли вы при более низких температурах, чем ожидалось.

Иллюстрация: Эшли Делеон Николь. © Ель, 2019

Температура кипения воды на разных высотах

по Фаренгейту

Температуры округлены до половины градуса.

Как определить высоту

Теперь проще, чем когда-либо, найти высоту в Интернете или с помощью мобильного телефона. Вы можете просто спросить своего голосового помощника: «Какая у меня высота?» и получить быстрый ответ. Если вы используете настольный компьютер, вы можете выполнить веб-поиск вашего местоположения для определения высоты над уровнем моря. Если у вас есть GPS, он также сообщит вам вашу высоту.

Советы по приготовлению пищи на большой высоте

Если бы вам нужно было беспокоиться только о том, как кипящая вода зависит от высоты, приготовление пищи не было бы такой большой проблемой. Ваша кастрюля с водой закипит раньше, так как она будет кипеть при более низкой температуре, чем на уровне моря.

Вы будете варить пищу дольше, потому что она варится при более низкой температуре. Это означает, что для приготовления пасты и риса требуется больше времени, и вам может потребоваться добавить в кастрюлю больше воды, поскольку она выкипает, прежде чем они приобретут нужную консистенцию.