Su kaynatma işlemi oldukça ilginç ve aynı zamanda çok zor süreç. Kaynama, bir maddenin (bu durumda su) sıvı halden gaz haline geçtiği süreçtir. Suyun kaynaması için uygun bir sıcaklığa ihtiyacınız vardır, aksi takdirde işlem başlamaz. Normal şartlar altında suyun kaynama noktası 100 santigrat derecedir. Bu sıcaklıkta su gaza dönüşmeye başlar.

Su nasıl kaynar

Su 100 dereceye ulaşır ulaşmaz sıvı buhara dönüşmeye başlayacaktır. Tüm dönüşüm sürecini hayal etmeyi kolaylaştırmak için küçük bir metal tencereyi suyla doldurun ve ateşe verin. İşte olacaklar:

• tenceredeki su ısınmaya başlayacak;
• su sıcaklığı 100 dereceye ulaştığında, tavanın en altında buharlı kabarcıklar oluşmaya başlayacak;
• yüzeye ulaşan bu kabarcıklar patlayarak buharı özgürlüğe bırakır;
• tavadaki su miktarı yavaş yavaş azalacaktır.

Böylece belli bir süre sonra tavadaki su tamamen kaybolarak buhara dönüşecektir. Bu arada, kaynama ve buharlaşmayı karıştırmayın, bu işlemler birbirinden farklıdır. Buharlaşma sadece belirli bir sıcaklıkta kaynarken herhangi bir sıcaklıkta gerçekleşebilir. Ayrıca, sıvı boyunca kaynama işlemi gerçekleşir ve buharlaşma sırasında su, suyun yüzeyinden başlayarak buhara dönüşür. Buharlaştıkça, sıvı yavaş yavaş soğuyacaktır.

Kaynama sürecini başka hangi koşullar etkiler?

Aslında kaynama, 100 dereceden daha düşük veya daha yüksek sıcaklıklarda meydana gelebilir. Sıcaklığa ek olarak, basınç da eşit derecede önemlidir. Yani örneğin dağlara tırmanmaya başlarsak basınç düşer ve dolayısıyla kaynama noktası düşer. Derin bir madene inersek basınç artar, dolayısıyla kaynama noktası da yükselir. Basınca ek olarak, suyun sürekli ısıtılması da önemlidir, aksi takdirde sıcaklık düşer ve işlem durur.

Ancak doğru şekilde ısıtmak da aynı derecede önemlidir - az kaynatılmış ve fazla kaynatılmış su, çayın tadını eşit derecede bozar.

kaynamış su

Hiç koştunuz mu, her şeyi su ısıtıcısına bıraktınız mı, sesi duyar duymaz bir saniye daha - ve su kaynar mı? Çay içmeyen arkadaşlarınız bu aralar size deli gibi bakıyor mu? :)

İlk başta, çay severler için kaynamış su sorunu çok akuttur - su oldukça kaynadığında elektrikli su ısıtıcılar otomatik olarak kapanır ve buna fazla dikkat edilmez. Ayrıca, musluğundan bir kümülüs bulutu büyüklüğünde güçlü bir buhar akışının çıktığı noktaya kadar yanmakta olan su ısıtıcısını unutmak da kolaydır.

Kaynamış su çok az oksijen bırakır, bu nedenle çay düz ve tatsız hale gelir. Aynı nedenle, su tekrar tekrar kaynatılamaz - her zaman sadece tatlı su.

Suyu nasıl düzgün şekilde ısıtacağımızı aşağıda açıklayacağız.

az kaynatılmış su

Yeterli değil sıcak su- diğer aşırı ve haşlanmış olanla aynı problem.
Çoğu zaman insanlar, tatta acılık ve burukluktan kaçınmak için demleme için oldukça bilinçli olarak daha soğuk su seçerler. Daha soğuk su, gerçekten, acılığı ve burukluğu azaltır. Ancak çayınızı bu tür suyla demleyerek, size verebileceği her şeyi elde edemezsiniz (bu, daha büyük ölçüde "koyu" çaylar için geçerlidir).

Burukluğu/acılığı yönetmenin en iyi yolu, demleme süresini ve demleme miktarını ayarlamaktır. Sıcaklığın düşürülmesi genellikle tadın zenginliğini azaltır, bu da tadı daha ince ve daha hafif hale getirir. Yeşil çaylar ve zayıf fermantasyonlu oolonglar için bu mümkündür, ancak koyu çaylar ve özellikle shu pu-erh için mümkün değildir. Sadece tam potansiyellerine ulaşmıyorsunuz.

Su ısıtma cihazları

Soğutucular

Soğutucu kullananları memnun edecek hiçbir şey yok. Soğutucularla ilgili sorun, içlerindeki suyun koyu çay demlemek için yeterince sıcak olmamasıdır. Kırmızı çayları seviyorsanız, pu-erh, güçlü fermente edilmiş oolong çayları, o zaman tek çıkış yolu elektrikli su ısıtıcısı satın almaktır.

Termometreli elektrikli su ısıtıcıları

Bu su ısıtıcılar, suyu maksimuma kadar ısıtmanızı sağlar. istenilen sıcaklık. Sensörleri var - 70C, 80C, 90C, 95C, 100C.
Ne yazık ki 70-80-90C kaynamış su değildir ve çay için uygun değildir.

Çay için su nasıl ısıtılır

Unutmayın arkadaşlar, her çay için su kaynatılmalıdır. Ve ancak o zaman gerekirse soğutun: ortalama olarak 5 dakika içinde oda sıcaklığındaki su 80C'ye soğur.

Öncelikle kaynak suyu kullanıyorsanız, özellikle de güvenliğinden emin değilseniz kaynatmanız gerekir.

İkincisi, kaynatma suyun sertliğini azaltmaya, klor içeriğini azaltmaya yardımcı olur. Az kaynatılmış su ile deneysel olarak demlenen birçok çay, aniden balık tadı aldı.

Su ısıtıcısı ateşten çıkarılmalı / içine su sesi düştüğü anda kapatılmalıdır ve su ısıtıcısının altından yükselen yüzeyde ilk büyük hava kabarcıkları belirir - yani, en çok kaynamanın başlangıcı. Bu anı kaçırmamak çok önemlidir.

Eski çay metinlerinde buna "kaynar suyu seyretmek" denir.

Suyun kaynama aşamaları

Lu Yu tarafından "Çay Kanonu"nda tekrar tanımlandılar:

1. "Yengeç gözü" - altta küçük hava kabarcıkları belirir ve suda zar zor algılanabilen bir çatlak belirir.

2. "Balık gözü" - kabarcıklar artar, çatırtı büyür.

3. "İnci iplikleri" - kabarcık dizileri alttan yüzeye yükselmeye başlar, su ses çıkarır.

4. İplikler kalınlaşır, su kaynamaya başlar - "çamlardaki rüzgarın sesi". Bu aşamanın en başında su ısıtıcısı ocaktan alınmalıdır.

Canlı ateş üzerinde kaynar su.

Yanan su yavaş kaynar, bu nedenle kaynamanın tüm aşamaları kolayca izlenir. Fotoğrafta her şey aktarılmaz, ancak dizi izlenebilir. Cam ısıya dayanıklı çaydanlık ve gazlı turist brülörü kullanılmıştır.

Elektrikli su ısıtıcısında kaynar su

Elektrikli su ısıtıcılarında suyun izini sürmek biraz daha zor. İlk olarak, birçok çaydanlık opaktır. İkincisi, içlerinde su hızla kaynar ve ancak güçlü bir şekilde kaynadıktan sonra otomatik olarak kapanır.

Bir su ısıtıcısında kaynayan suyun ana aşamalarını fotoğrafladık:

Suyu ne kaynatmalı?

Gördüğünüz gibi, her iki durumda da cam kullanıyoruz. Kimyasal olarak inerttir ve suyu gözlemlemenizi sağlar.

Diğer materyaller:

Plastik(elektrikli su ısıtıcıları) - en uygun olmayan seçenek. Plastik kimyasal olarak inert değildir. Ek olarak, kireç oluşumunu önleyen su ısıtıcılarından kaçınmalısınız - ısıtma elemanı temiz ve parlak kalacaktır, ancak su sert kalacaktır ve kalsiyum vücuda girer ve böbrek taşlarının oluşumuna neden olabilir.

Demir(ateşte ısıtmak için metal su ısıtıcıları). Kaynar su seçeneği için özellikle uygun değildir. Metal bir şekilde suyla temas ederek tadını değiştirir. Bu nedenle metal çaydanlıkların duvarlarında kireçten kurtulmamak veya emaye kap kullanmamak daha iyidir.

ateş kili- kaynar su için en kanonik (eski çay incelemelerine dayanarak) seçeneği. Ama aynı zamanda bir şehir dairesinde en nadide. Kil oksijeni geçirir, suyu zenginleştirir, ısıyı uzun süre korur. Ve kil duvarlardan su kaynatmanın aşamalarını göremeseniz de, böyle bir su ısıtıcısının çıkardığı seslerden, suyun kaynatılmasının hangi aşamasında olduğunu kolayca belirleyebilirsiniz.

Kaynama noktası bilinmelidir, çünkü ulaşıldığında su buhara dönüşür, yani bir kümelenme halinden diğerine geçer.

Kaynar suda bulaşıkları dezenfekte edebileceğiniz, yemek pişirebileceğiniz gerçeğine alışkınız, ancak bu her zaman böyle değil. Bazı koşullarda, sıvının sıcaklığı tüm bunlar için çok düşük olacaktır.

Sürecin özü

Öncelikle kaynama kavramını tanımlamamız gerekiyor. Ne olduğunu? Bu, bir maddenin buhara dönüştüğü süreçtir. Ayrıca, bu işlem sadece yüzeyde değil, maddenin tüm hacminde gerçekleşir.

Kaynatırken, içinde hava ve doymuş buhar bulunan kabarcıklar oluşmaya başlar. Kaynayan bir kazanın sesi, tava, hava kabarcıklarının yükselmeye başladığını, ardından düştüğünü ve patladığını gösterir. Kap her taraftan iyice ısındığında ses duracaktır, bu da sıvının tamamen kaynadığı anlamına gelir.

İşlem belirli bir sıcaklık ve basınçta gerçekleşir ve fizik açısından birinci dereceden bir faz geçişidir.

Not! Buharlaşma herhangi bir sıcaklıkta meydana gelebilirken, kaynama kesin olarak tanımlanmış bir sıcaklıkta meydana gelebilir.

Tablolarda, normal sıcaklıkta su veya diğer sıvıların kaynama noktaları atmosferik basınç başlıcalarından biri olarak gösterilen fiziksel özellikler. Kaynama noktası (Tk) aslında su ve hava arasındaki sınırda doymuş halde bulunan buharın sıcaklığına eşittir. Suyun kendisi, kesin olarak, biraz daha ısıtılır.

Kaynatma işlemi ayrıca aşağıdakilerden önemli ölçüde etkilenir:

• sudaki gaz safsızlıklarının varlığı;
• ses dalgaları;
• iyonlaşma.

Baloncukların daha hızlı veya daha yavaş oluşmasına neden olan başka faktörler de vardır. Ayrıca her maddenin kendi Tk'sine sahip olduğuna da dikkat edilmelidir. Suya tuz eklerseniz daha hızlı kaynayacağına dair bir görüş var. Bu doğru, ancak zaman biraz değişecek. Somut sonuçlar için, yemeği tamamen mahvedecek çok fazla tuz eklemeniz gerekecek.

Çeşitli koşullar

Normal atmosfer basıncında (760 mm Hg veya 101 kPa, 1 atm.), Su kaynamaya başlar, 100 ℃'ye ısıtılır. Bunu herkes biliyor.

Önemli! Dış basınç artarsa ​​kaynama noktası da yükselir ve azalırsa düşer.

Suyun kaynama noktasının basınca bağımlılığı denklemi oldukça karmaşıktır. Bu bağımlılık lineer değildir. bazen kullanılır barometrik formül hesaplama için, bazı yaklaşımlar yapmak ve Clausius-Clapeyron denklemi.

Deneysel olarak elde edilen verileri gösteren referans kitaplarından tablolar kullanmak daha uygundur. Onlara göre, bir grafik oluşturabilir ve ekstrapolasyondan sonra gerekli değeri hesaplayabilirsiniz.

Dağlarda su 100 ℃'ye ulaşmadan kaynar. Dünyanın en yüksek zirvesi olan Chomolungme'de (Everest, rakım 8848 m), suyun kaynama noktası yaklaşık 69 ℃'dir. Ama biraz daha alçalsak bile, 101 kPa'lık bir basınca ulaşana kadar su yine de yüz derecede kaynamayacaktır. Everest'ten daha düşük olan Elbrus'ta, bir su ısıtıcısı 82 ℃'de kaynar - orada basınç 0,5 atm'dir.

Bu nedenle, dağlık koşullarda pişirme çok daha uzun sürecek ve bazı ürünler suda hiç kaynamayacak, farklı şekilde pişirilmeleri gerekecek. Bazen deneyimsiz turistler, yumurtaların kaynatılmasının neden bu kadar uzun sürdüğünü merak eder, ancak kaynar su yanmaz. Mesele şu ki, bu kaynar su yeterince ısıtılmıyor.

Otoklavlarda ve düdüklü tencerelerde ise tam tersine basınç artar. Bu, suyun daha yüksek bir sıcaklıkta kaynamasına neden olur. Yiyecekler ısınır ve daha hızlı pişer. Bu nedenle düdüklü tencereler olarak adlandırılır. kadar ısıtma Yüksek sıcaklık Sıvının dezenfeksiyonunun gerçekleşmesi, içinde mikropların ölmesi açısından da yararlıdır.

Yüksek basınçta kaynama

Basınçtaki bir artış, suyun Tc'sinde bir artışa yol açacaktır. 15 atmosferde kaynama sadece 200 derecede, 80 atm'de başlayacaktır. - 300 derece. Gelecekte, sıcaklık artışı çok yavaş olacaktır. Maksimum değer 218,4 atmosfere karşılık gelen 374,15 ℃'ye eğilimlidir.

Vakumda kaynatma

Hava giderek daha fazla boşalmaya başlarsa, vakum eğilimi gösterirse ne olur? Kaynama noktasının da düşmeye başlayacağı açıktır. Ve su ne zaman kaynar?

Basıncı 10-15 mm Hg'ye düşürürseniz. Sanat. (50-70 kez), kaynama noktası 10-15 ℃'ye düşecektir. Bu su sizi serinletebilir.

Basıncın daha da düşmesiyle Tc düşecek ve donma sıcaklığına ulaşabilir. Bu durumda, sıvı halde su basitçe var olamaz. Direkt olarak buzdan gaza geçecektir. Bu yaklaşık 4.6 mm Hg'de gerçekleşecek. Sanat.

Mutlak vakum elde etmek imkansızdır, ancak su ile bir kaptan hava pompalanırsa oldukça nadir bir atmosfer elde edilebilir. Böyle bir deney sonucunda sıvının tam olarak ne zaman kaynadığını görebilirsiniz.

Basınç sadece hava dışarı pompalandığında düşmez. Hızla dönen bir vidanın, örneğin bir geminin vidasının yakınında azalır. Bu durumda kaynama da yüzeyinin yakınında başlar. Bu işleme kavitasyon denir. Çoğu durumda, bu fenomen istenmeyen bir durumdur, ancak bazen faydalıdır. Bu nedenle kavitasyon biyotıpta, endüstride ve yüzeyleri ultrasonla temizlerken kullanılır.

İleri geri

Dikkat! Slayt önizlemesi yalnızca bilgi amaçlıdır ve sunumun tam kapsamını temsil etmeyebilir. Eğer ilgini çektiyse bu iş lütfen tam sürümünü indirin.

Dersler sırasında

1. Kaynar suyun aşamaları.

Kaynama, sıvının hacminde buhar kabarcıkları veya buhar boşluklarının oluşmasıyla meydana gelen bir sıvının buhara geçişidir. Kabarcıklar, içlerindeki sıvının buharlaşması sonucu büyür, yüzer ve kabarcıkların içerdiği doymuş buhar sıvının üzerindeki buhar fazına geçer.

Kaynama, bir sıvı ısıtıldığında, yüzeyindeki doymuş buharın basıncı dış basınca eşit olduğunda başlar. Bir sıvının sabit basınç altında kaynadığı sıcaklığa kaynama noktası (Tkaynama) denir. Her sıvı için kaynama noktası kendi değerine sahiptir ve durağan kaynama sürecinde değişmez.

Kesin olarak, Tkaynama, kaynayan sıvının düz yüzeyinin üzerindeki doymuş buharın sıcaklığına (doymuş sıcaklık) karşılık gelir, çünkü sıvının kendisi Tkaynamaya göre her zaman biraz fazla ısınır. Sabit kaynamada, kaynayan sıvının sıcaklığı değişmez. Artan basınçla, Tboil artar

1.1 Kaynatma işlemlerinin sınıflandırılması.

Kaynama aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılır:

kabarcık ve film.

Buharın periyodik olarak çekirdeklenme ve büyüyen kabarcıklar şeklinde oluştuğu kaynamaya çekirdekli kaynama denir. Bir sıvıda (daha doğrusu, duvarlarda veya kabın dibinde) yavaş çekirdekli kaynama ile, buharla dolu kabarcıklar ortaya çıkar.

Isı akışı belirli bir kritik değere yükseldiğinde, bireysel kabarcıklar birleşerek, kap duvarının yakınında sürekli bir buhar tabakası oluşturarak, periyodik olarak sıvı hacmine girer. Bu moda film modu denir.

Kabın tabanının sıcaklığı, sıvının kaynama noktasını önemli ölçüde aşarsa, tabanda kabarcıkların oluşma hızı o kadar yüksek olur ki, bunlar bir araya gelerek kabın tabanı ile sıvı arasında sürekli bir buhar tabakası oluşturur. kendisi. Bu film kaynatma rejiminde, ısıtıcıdan sıvıya olan ısı akışı keskin bir şekilde düşer (bir buhar filmi ısıyı bir sıvıdaki konveksiyondan daha kötü iletir) ve sonuç olarak kaynama hızı düşer. Film kaynama modu, sıcak bir ocakta bir damla su örneğinde görülebilir.

ısı değişim yüzeyindeki konveksiyon tipine göre? serbest ve zorlanmış konveksiyon ile;

Isıtıldığında su hareketsiz davranır ve ısı, termal iletkenlik yoluyla alt katmanlardan üst katmanlara aktarılır. Bununla birlikte, ısındıkça, yaygın olarak konveksiyon olarak adlandırılan bir süreç başladığında, ısı transferinin doğası değişir. Su dibe yakın ısındıkça genleşir. Buna göre, ısıtılmış dip suyunun özgül ağırlığı, yüzey katmanlarındaki eşit hacimdeki suyun ağırlığından daha hafif olur. Bu, tava içindeki tüm su sisteminin kararsız hale gelmesine neden olur, bu da sıcak suyun yüzeye çıkmaya başlaması ve yerine daha soğuk suyun çökmesi ile dengelenir. Bu serbest konveksiyondur. Cebri konveksiyon ile sıvının karıştırılmasıyla ısı transferi sağlanır ve yapay soğutucu-mikser, pompa, fan vb. arkasında sudaki hareket oluşturulur.

doyma sıcaklığına göre? aşırı soğutma ve aşırı soğutma ile kaynatma olmadan. Aşırı soğutma ile kaynatıldığında, kabın tabanında hava kabarcıkları büyür, kırılır ve çöker. Aşırı soğuma yoksa, kabarcıklar kırılır, büyür ve sıvının yüzeyine yüzer. uzayda kaynayan yüzeyin oryantasyonu ile mi? yatay eğimli ve dikey yüzeylerde;

Daha sıcak olan ısı değişim yüzeyine bitişik olan bazı akışkan tabakaları daha yüksek ısıtılır ve dikey yüzey boyunca daha hafif duvara yakın tabakalar olarak yükselir. Böylece, hızı, yüzey ile pratik olarak hareketsiz ortamın kütlesi arasındaki ısı alışverişinin yoğunluğunu belirleyen, sıcak yüzey boyunca ortamın sürekli bir hareketi meydana gelir.

kaynamanın doğası? gelişmiş ve gelişmemiş, kararsız kaynama;

Isı akısı yoğunluğunun artmasıyla buharlaşma katsayısı artar. Kaynama gelişmiş bir balona geçer. Ayrılma sıklığının artması, baloncukların birbirine yetişmesine ve birleşmesine neden olur. Isıtma yüzeyinin sıcaklığındaki bir artışla, buharlaşma merkezlerinin sayısı keskin bir şekilde artar, artan sayıda müstakil kabarcık sıvı içinde yüzer ve yoğun karışmasına neden olur. Böyle bir kaynama gelişmiş bir karaktere sahiptir.

1.2 Kaynatma işleminin aşamalara ayrılması.

Kaynar su, açıkça ayırt edilebilen dört aşamadan oluşan karmaşık bir süreçtir.

İlk aşama, su ısıtıcısının altından sıçrayan küçük hava kabarcıklarının yanı sıra, su ısıtıcısının duvarlarının yakınında su yüzeyinde kabarcık gruplarının ortaya çıkmasıyla başlar.

İkinci aşama, kabarcıkların hacminde bir artış ile karakterize edilir. Daha sonra yavaş yavaş suda oluşan ve yüzeye çıkan kabarcıkların sayısı giderek artar. Kaynamanın ilk aşamasında, ince, zar zor ayırt edilebilen bir solo ses duyuyoruz.

Kaynamanın üçüncü aşaması, önce hafif bir bulanıklığa ve daha sonra bir pınarın hızla akan suyuna benzeyen suyun "beyazlaşmasına" neden olan büyük bir hızlı kabarcık artışı ile karakterize edilir. Bu sözde "beyaz anahtar" kaynamadır. Son derece kısa ömürlüdür. Ses, küçük bir arı sürüsünün sesine benziyor.

Dördüncüsü, suyun yoğun bir şekilde kaynaması, yüzeyde büyük patlama kabarcıklarının ortaya çıkması ve ardından sıçramasıdır. Sıçramalar suyun çok fazla kaynadığı anlamına gelir. Sesler keskin bir şekilde yükseltilir, ancak tekdüzelikleri bozulur, kaotik bir şekilde büyüyerek birbirlerinin önüne geçme eğilimindedirler.

2. Çin çay töreninden.

Doğuda çay içmeye karşı özel bir tavır vardır. Çin ve Japonya'da çay töreni filozoflar ve sanatçılar arasındaki toplantıların bir parçasıydı. Geleneksel şark çayı içilirken hikmetli konuşmalar yapıldı, sanat eserleri değerlendirildi. Çay seremonisi her toplantı için özel olarak tasarlanmış, çiçek buketleri seçilmiştir. Çay demlemek için kullanılan özel kaplar. Çay demlemek için alınan suya özel bir tutum vardı. Kaynar suda algılanan ve yeniden üretilen “ateş döngülerine” dikkat ederek suyu doğru şekilde kaynatmak önemlidir. Su hızlı bir şekilde kaynatılmamalıdır, çünkü bunun sonucunda suyun enerjisi kaybolur ve bu da çay yaprağının enerjisiyle birleşerek bizde istenilen çay halini üretir.

Dört aşama var görünüm sırasıyla olarak adlandırılan kaynar su "balık gözü”, "yengeç gözü", "inci iplikler" Ve "köpüren bahar". Bu dört aşama, kaynayan suyun ses eşliğindeki dört özelliğine karşılık gelir: sessiz gürültü, orta gürültü, gürültü ve güçlü gürültü, bazen farklı kaynaklarda farklı şiirsel isimler de verilir.

Ayrıca buhar oluşum aşamaları da izlenmektedir. Örneğin, hafif pus, sis, kalın sis. Sis ve yoğun sis, artık çay demlemek için uygun olmayan olgunlaşmış kaynar suyu gösterir. İçindeki ateşin enerjisinin zaten o kadar güçlü olduğuna ve suyun enerjisini bastırdığına ve bunun sonucunda suyun çay yaprağına düzgün bir şekilde temas edemediği ve uygun kalitede enerji veremeyeceğine inanılmaktadır. çayı içen kişi.

Doğru demlemenin bir sonucu olarak, birkaç kez 100 dereceye kadar ısıtılmayan suyla demlenebilen, her yeni demlemeden sonra hoş bir tat bırakan lezzetli çay elde ederiz.

Doğu'da çay içme kültürünü aşılayan Rusya'da çay kulüpleri ortaya çıkmaya başladı. Lu Yu adı verilen çay seremonisinde veya açık ateşte su kaynatılmasında, suyun kaynatılmasının tüm aşamaları gözlemlenebilir. Kaynar su süreci ile bu tür deneyler evde yapılabilir. Birkaç deney öneriyorum:

- kabın dibindeki ve sıvının yüzeyindeki sıcaklık değişiklikleri;
su kaynama aşamalarının sıcaklığa bağımlılığındaki değişiklik;
- zamanla kaynayan suyun hacmindeki değişiklik;
- sıvı yüzeyine olan mesafeye sıcaklık bağımlılığının dağılımı.

3. Kaynama sürecini gözlemlemek için deneyler.

3.1. Su kaynama aşamalarının sıcaklığa bağlılığının incelenmesi.

Sıcaklık, sıvı kaynamanın dört aşamasının tamamında ölçülmüştür. Aşağıdaki sonuçlar elde edildi:

– ilk kaynar su (BALIKGözü) aşaması 1. dakikadan 4. dakikaya kadar sürmüştür. Alttaki kabarcıklar 55 derecelik bir sıcaklıkta ortaya çıktı (fotoğraf 1).

Fotoğraf1.

– saniye Kaynar su (CRAB EYE) aşaması yaklaşık 77 derece sıcaklıkta 5. dakikadan 7. dakikaya kadar sürdü. Dipteki küçük kabarcıklar, bir yengecin gözlerini andıran hacim olarak arttı. (fotoğraf 2).

Fotoğraf 2.

– üçüncü suyun kaynama aşaması (İCİ İPLİKLERİ) 8. dakikadan 10. dakikaya kadar sürmüştür. Bir sürü küçük baloncuk, suyun yüzeyine ulaşmadan yükselen İNCİ İPLERİ oluşturdu. İşlem 83 derecelik bir sıcaklıkta başladı (fotoğraf 3).

Fotoğraf 3.

– dördüncü kaynar su aşaması (Bubbling SOURCE) 10. dakikadan 12. dakikaya kadar sürmüştür. Kabarcıklar büyüdü, suyun yüzeyine yükseldi ve patlayarak suda kaynayan bir şey yarattı. İşlem 98 derecelik bir sıcaklıkta gerçekleşti (fotoğraf 4). Fotoğraf 4.

Fotoğraf 4.

3.2. Kaynayan suyun hacminin zamanla değişiminin incelenmesi.

Zamanla, kaynayan suyun hacmi değişir. Tavadaki suyun ilk hacmi 1 litre idi. 32 dakika sonra hacim yarıya indi. Bu, kırmızı noktalarla işaretlenmiş fotoğraf 5'te açıkça görülmektedir.

Fotoğraf 5.

Fotoğraf 6.

Sonraki 13 dakikalık kaynar su boyunca hacmi üçte bir oranında azaldı, bu çizgi de kırmızı noktalarla işaretlendi (fotoğraf 6).

Ölçüm sonuçlarına göre, kaynayan suyun hacmindeki değişimin zamanla bağımlılığı elde edildi.

Şekil 1. Zaman içinde kaynayan su hacmindeki değişimin grafiği

Sonuç: Hacimdeki değişim sıvının kaynama süresi ile ters orantılıdır (Şekil 1) orijinal hacimden daha fazla kalmayıncaya kadar1 / 25 kısım. Son aşamada hacimdeki azalma yavaşladı. Film kaynatma rejimi burada bir rol oynar. Kabın tabanının sıcaklığı, sıvının kaynama noktasını önemli ölçüde aşarsa, tabanda kabarcıkların oluşma hızı o kadar yüksek olur ki, bunlar bir araya gelerek kabın tabanı ile sıvı arasında sürekli bir buhar tabakası oluşturur. kendisi. Bu modda, sıvı kaynama hızı azalır.

3.3. Sıvı yüzeyine olan mesafeye bağlı olarak sıcaklık dağılımının incelenmesi.

Kaynayan bir sıvıda belirli bir sıcaklık dağılımı kurulur (Şekil 2) ve sıvı, ısıtma yüzeyinin yakınında gözle görülür şekilde aşırı ısınır. Aşırı ısınmanın büyüklüğü, bir dizi fizikokimyasal özelliğe ve sıvının kendisine ve ayrıca sınır katı yüzeylerine bağlıdır. Tamamen saflaştırılmış, çözünmüş gazlardan (hava) yoksun sıvılar, özel önlemlerle onlarca derece aşırı ısınabilir.

Pirinç. 2. Yüzeydeki su sıcaklığındaki değişimin ısıtma yüzeyine olan mesafeye bağımlılığının grafiği.

Ölçümlerin sonuçlarına göre, su sıcaklığındaki değişimin ısıtma yüzeyine olan mesafeye bağımlılığının bir grafiğini elde etmek mümkündür.

Sonuç: sıvının derinliğindeki bir artışla sıcaklık daha düşüktür ve yüzeyden 1 cm'ye kadar olan küçük mesafelerde sıcaklık keskin bir şekilde düşer ve daha sonra neredeyse değişmez.

3.4. Kabın tabanında ve sıvının yüzeyine yakın sıcaklık değişimlerinin incelenmesi.

12 ölçüm alındı. Su 7 dereceden kaynayana kadar ısıtıldı. Sıcaklık ölçümleri her dakika alındı. Ölçüm sonuçlarına dayanarak, su yüzeyindeki ve tabanındaki iki sıcaklık değişimi grafiği elde edildi.

Şekil 3. Gözlem sonuçlarına dayalı tablo ve grafik. (Yazarın fotoğrafı)

Sonuçlar: kabın dibindeki ve yüzeyindeki su sıcaklığındaki değişiklik farklıdır. Yüzeyde, sıcaklık kesinlikle lineer bir yasaya göre değişir ve kaynama noktasına tabandan üç dakika sonra ulaşır. Bunun nedeni, yüzeyde sıvının hava ile temas etmesi ve enerjisinin bir kısmını bırakması, dolayısıyla tavanın tabanından farklı şekilde ısınmasıdır.

Çalışmanın sonuçlarına dayalı sonuçlar.

Suyun kaynama noktasına kadar ısıtıldığında, sıvı içindeki buhar kabarcıklarının oluşması ve büyümesi ile sıvı içindeki ısı alışverişine bağlı olarak üç aşamadan geçtiği bulunmuştur. Suyun davranışı gözlemlenirken, her aşamanın karakteristik özellikleri not edildi.

Kabın tabanındaki ve yüzeyindeki su sıcaklığındaki değişim farklıdır. Yüzeyde, sıcaklık kesinlikle lineer bir yasaya göre değişir ve kaynama noktasına tabana göre üç dakika sonra ulaşır.Bunun nedeni, yüzeyde sıvının hava ile temas etmesi ve bir kısmını terk etmesidir. enerji.

Ayrıca deneysel olarak, sıvının derinliği arttıkça sıcaklığın düştüğü ve yüzeyden 1 cm'ye kadar olan küçük mesafelerde sıcaklığın keskin bir şekilde düştüğü ve daha sonra neredeyse değişmediği belirlendi.

Kaynama işlemi, ısının emilmesiyle gerçekleşir. Bir sıvı ısıtıldığında, enerjinin çoğu su molekülleri arasındaki bağları kırmaya gider. Bu durumda, suda çözünen gaz, kabın dibinde ve duvarlarında salınarak hava kabarcıkları oluşturur. Belli bir büyüklüğe ulaşan kabarcık yüzeye çıkar ve karakteristik bir sesle çöker. Bu tür birçok kabarcık varsa, su “tıslar”. Bir hava kabarcığı suyun yüzeyine çıkar ve kaldırma kuvveti yerçekiminden büyükse patlar. Kaynama sürekli bir süreçtir, kaynama sırasında su sıcaklığı 100 derecedir ve kaynama sürecinde değişmez.

Edebiyat

1. Başkan Yardımcısı Isachenko, V.A. Osipova, A.Ş. Sukomel "Isı transferi" M.: Enerji 1969
2. Frenkel Ya.I. Sıvıların kinetik teorisi. L., 1975
3. Croxton K. A. Sıvı hal fiziği. M., 1987
4. ÖĞLEDEN SONRA. Kurennov "Rus Halk Tıbbı".
5. Buzdin A., Sorokin V., Kaynar sıvılar. "Kuantum" dergisi, N6,1987

Kaynamak- Bu, belirli bir sıcaklıkta sıvının tüm hacmi boyunca buhar kabarcıklarının oluşmasıyla meydana gelen yoğun bir sıvıdan buhara geçiştir.

Kaynama sırasında üzerindeki sıvının ve buharın sıcaklığı değişmez. Tüm sıvı kaynayana kadar değişmeden kalır. Bunun nedeni, sıvıya verilen tüm enerjinin onu buhara dönüştürmek için harcanmasıdır.

Bir sıvının kaynadığı sıcaklığa denir kaynama noktası.

Kaynama noktası, sıvının serbest yüzeyine uygulanan basınca bağlıdır. Bu, doymuş buhar basıncının sıcaklığa bağımlılığından kaynaklanmaktadır. Bir buhar kabarcığı, içindeki doymuş buharın basıncı, sıvı sütununun dış basıncı ile hidrostatik basıncının toplamı olan sıvı içindeki basıncı biraz aştığı sürece büyür.

Dış basınç ne kadar büyükse, o kadar fazla kaynama sıcaklığı.

Herkes suyun 100 ºC'de kaynadığını bilir. Ancak bunun yalnızca normal atmosfer basıncında (yaklaşık 101 kPa) geçerli olduğunu unutmamalıyız. Basınç arttıkça suyun kaynama noktası yükselir. Örneğin, düdüklü tencerelerde yemek yaklaşık 200 kPa'lık bir basınç altında pişirilir. Suyun kaynama noktası 120°C'ye ulaşır. Bu sıcaklıktaki suda, pişirme işlemi normal kaynar suya göre çok daha hızlıdır. Bu, "düdüklü tencere" adını açıklar.

Tersine, dış basıncı azaltarak kaynama noktasını düşürürüz. Örneğin, dağlık alanlarda (basıncın 70 kPa olduğu 3 km yükseklikte), su 90 ° C sıcaklıkta kaynar. Bu nedenle, bu tür kaynar su kullanan bu alanların sakinleri, yemek pişirmek için ova sakinlerinden çok daha fazla zamana ihtiyaç duyar. Ve bu kaynar suda, örneğin bir tavuk yumurtası pişirmek genellikle imkansızdır, çünkü 100 ° C'nin altındaki bir sıcaklıkta protein pıhtılaşmaz.

Her sıvının doyma buhar basıncına bağlı olan kendi kaynama noktası vardır. Doymuş buhar basıncı ne kadar yüksek olursa, ilgili sıvının kaynama noktası o kadar düşük olur, çünkü daha düşük sıcaklıklarda doymuş buhar basıncı atmosfer basıncına eşit olur. Örneğin, 100 ° C'lik bir kaynama noktasında, doymuş su buharının basıncı 101.325 Pa (760 mm Hg) ve buhar basıncı sadece 117 Pa (0.88 mm Hg)'dir. Cıva normal basınçta 357°C'de kaynar.

Buharlaşma ısısı.

Buharlaşma ısısı (buharlaşma ısısı)- sıvı bir maddenin tamamen buhara dönüşmesi için maddeye (sabit basınç ve sabit sıcaklıkta) bildirilmesi gereken ısı miktarı.

Buharlaşma (veya yoğuşma sırasında açığa çıkan) için gereken ısı miktarı. Isı miktarını hesaplamak için Q, kaynama noktasında alınan herhangi bir kütledeki bir sıvının buhara dönüştürülmesi için gerekli, özgül buharlaşma ısısına ihtiyacınız vardır. r kitleye akıl bıçağı m:

Buhar yoğunlaştığında, aynı miktarda ısı açığa çıkar.