Просто о сложном: все о кипении воды в чайнике, температуре и других нюансах процесса

Уменьшение пользы

На самом деле, все не так печально, как звучит в этом подзаголовке. Следует пояснить. И снова мы обращаемся к химическому составу белой жидкости, в которой кроме дистиллированной воды содержится и определенное количество всевозможных примесей. Особенно это касается водопроводной, которая подвергается различным способам очистки, хлорированию в том числе. Так вот, при кипении испаряться могут только молекулы воды, а все эти вредные примеси остаются. Более того, из-за того, что часть жидкости превращается в пар, концентрация таких примесей увеличивается. Именно поэтому она считается стерильной, но не свободной от различных вредных веществ.

Что влияет на скорость закипания в нормальных и других условиях?

Изменить время закипания дистиллята можно, повлияв на его состав, увеличив концентрацию солей. При добавлении хлорида натрия происходит расширение молекулярных связей, образование дополнительных взаимодействий между хлором, натрием и Н2О.

Концентрация соли, %	10	12	15	18	20	22	25	28	30	32	35
Градус кипения, °С	104	106	107	106	107,5	109	111,5	111	110	112	114

Важно обратить внимание, что дистиллированная вода в сосуде закипает при уменьшении внешнего давления. Если при проведении эксперимента выкачать воздух из сосуда до определенного значения, практически возможно вынудить ее кипеть даже в условиях комнатной температуры

Много полезной и важной информации о дистиллированной воде найдете в этом разделе

Много полезной и важной информации о дистиллированной воде найдете в этом разделе

Возможно ли повторное кипячение в чайнике

Дистиллированная жидкость бесцветна, не имеет абсолютно никакого вкуса и запаха. Вода природная и из центрального водопровода имеет в своем составе примеси химических веществ, часть из них может навредить здоровью человека. В природной обитает микрофлора и микрофауна.

Сторонники здорового питания выступают против кипячения вообще. Они считают, что такая жидкость бесполезна. А вот врачи и приверженцы доказательной медицины уверены в необходимости тепловой обработки, для избавления от болезнетворных организмов. В потребительском плане кипячение – необходимость. Ведь способа заварить чай холодной водой еще не придумали.

Важно! Культура кипячения воды прочно обосновалась во всех семьях. А чайник, почти как самовар, стал центром кухни. Возможно ли повторное кипячение и почему? Некоторая часть экспертов утверждает — нельзя

Возможно ли повторное кипячение и почему? Некоторая часть экспертов утверждает — нельзя.

Например, Елена Малышева в своей телепередаче «Здоровье» рассказывает о кипячении воды из водопровода так: большинство микробов, вирусов и бактерий умирают при таких высоких температурах. Но и сама жидкая консистенция при этом «погибает». Кроме того, хлор при нагревании образует опасные для человеческого организма органические соединения. Канцерогены вызывают мутации здоровых клеток, способствуют развитию рака.

Научные факты о повторных кипячениях

Испарение при закипании повышает концентрацию соли и других примесей в воде – вот главный довод о вреде кипячения повторно. В этом случае варение жидких блюд таких, как суп или компот, должны быть вовсе под запретом. Ведь в процессе приготовления жидкая составляющая испаряется, и блюда насыщаются солью и другими веществами. Сюда можно отнести любой кулинарный продукт, требующий варки.

Кипячение одной воды несколько раз утяжеляет жидкость. В ней появляется большое количество водородного изотопа — дейтерия. В действительности же, его настолько мало, что для концентрации его в опасных объемах нужно выкипятить цистерну жидкости.

Можно ли подливать свежую воду к уже кипевшей? Можно. Мнение, что в остатке накапливаются тяжелые соединения – ложно. Нагревание – это беспорядочное движение молекул. Навряд ли отдельные из них перемещаются только на дне.

Справка! Современные сооружения водной очистки не используют продукты на основе хлора. Для этого используется фильтрация и озонирование.

Если случилось так, что вода из водопровода действительно очищается хлором. Ее нужно просто отстоять в течение тридцати минут. За это время соединения хлора испарятся.

Как влияет давление на процесс закипания воды

Давление (и атмосферное, и внутри жидкости) может существенно повлиять на процесс парообразования. Так, температурой кипения воды на высокой горе является 70°С, что значительно осложняет готовку. Чтобы приготовить пищу на высоте, требуется намного больше времени, поскольку, как это не парадоксально, закипевшая жидкость не будет достаточно горячей. Сварить куриное яйцо не получится совсем. Невозможно и приготовление мясных блюд.

Точка кипения воды на морском побережье — 100°С. При подъёме в гору, через каждые пройденные три сотни метров температура кипения будет уменьшаться на 1°С. Вследствие этого, жителям горных районов рекомендуется использовать автоклавы, чтобы жидкость получалась достаточно горячей. Это стоит помнить не только домохозяйкам, но и служащим лабораторий. Ведь все знают, что для стерилизации продуктов и инструментов необходимы более 100°С. Иначе оборудование не будет стерильным, ведь некоторые микробы являются термостойкими, и может принести в дальнейшем множество осложнений.

Уже доказано, что повышение температуры кипения может существенно сократить время, требующееся для приготовления еды, что очень важно в наш прогрессивный век. Чтобы повысить данный показатель, надо применять герметично закрывающуюся ёмкость. Оптимальным выбором будут скороварки, в которых крышка не пропускает пар, увеличивая внутреннее давление

В процессе нагрева образуется пар, но, поскольку он не может попасть наружу, он конденсируется на внутренней стороне крышки. Это приводит к заметному повышению давления внутри сосуда. В автоклавах давление равняется 1-2 атмосферы, из-за этого жидкость в них начинает кипеть при 120-130°C

Оптимальным выбором будут скороварки, в которых крышка не пропускает пар, увеличивая внутреннее давление. В процессе нагрева образуется пар, но, поскольку он не может попасть наружу, он конденсируется на внутренней стороне крышки. Это приводит к заметному повышению давления внутри сосуда. В автоклавах давление равняется 1-2 атмосферы, из-за этого жидкость в них начинает кипеть при 120-130°C

Чтобы повысить данный показатель, надо применять герметично закрывающуюся ёмкость. Оптимальным выбором будут скороварки, в которых крышка не пропускает пар, увеличивая внутреннее давление. В процессе нагрева образуется пар, но, поскольку он не может попасть наружу, он конденсируется на внутренней стороне крышки. Это приводит к заметному повышению давления внутри сосуда. В автоклавах давление равняется 1-2 атмосферы, из-за этого жидкость в них начинает кипеть при 120-130°C.

Наибольшая возможная температура кипения воды пока учёными не обнаружена. Это обусловлено её способностью расти до поры, пока атмосферное давление не достигнет своего предела. Паровые турбинные установки подогревают воду до 400°С, но при этом она не кипит, а давление сохраняется в пределах нескольких десятков атмосфер. Аналогичные данные были получены при проведении исследований на больших океанических глубинах.

Бытовая техника Чайник

Можно ли ускорить процесс?

Существуют следующие действенные варианты:

1. Кипячение воды в электрочайнике. Данный прибор вскипятит ее в 2-3 раза быстрее, чем в любой другой посуде.

2. Накрывание тары крышкой. Она уменьшит потерю тепла.
3. Выбор посуды с широким дном. Вода равномерно распределится по всей поверхности емкости. Площадь ее нагрева станет значительно больше, что приведет к началу ее бурления.
4. Помещение кастрюли на конфорку с самым большим диаметром. За счет этого увеличится площадь прогревания тары.
5. Добавление в воду растительного масла. Даже его небольшое количество ускоряет вскипание. Масло формирует пленку на водной поверхности. Она предотвращает испарение. Вместе с этим становится меньше отток тепла.

Особенность. Соль не ускоряет закипание воды. Ее кристаллы лишь создают иллюзию вскипания. Это связано с попаданием соли на неровные и дефектные участки тары, из-за чего начинают формироваться пузырьки. Сама соль только увеличивает температуру вскипания.

Как снизить вред, повысить пользу?

Если более полезной воды под рукой нет, можно прибегнуть к несложным приемам, минимизирующим вред кипячения:

1. Соблюдать рекомендованное время кипячения – не более 10 минут, чтобы не успевал улетучиться весь кислород.

2. Кипятить небольшой объем воды за раз, чтобы ее не пришлось долго хранить и нагревать повторно.
3. Предварительно отстаивать и/или вымораживать воду. В первом случае ее просто наливают в емкость и оставляют на 10-12 часов, дожидаясь выпадения серовато-белого хлопьевидного осадка. Это и есть наиболее вредные соединения. Отстоявшуюся воду нужно поместить в морозильную камеру и дождаться, пока она не замерзнет почти полностью, только внутри останется небольшая «полость». Лед пробивают, сливают то, что осталось жидким.
4. Регулярно очищать чайник от накипи, мыть емкость, в которой хранится кипяченая вода.
5. Если воду планируется перелить в термос – не закрывать его сразу, дать постоять 10-15 минут.

При скольки градусах закипает?

Независимо от типа используемого прибора в нормальных условиях вода закипает при следующих значениях температуры (в наиболее распространенных единицах измерения):

Цельсия, 0С	Фаренгейта, 0F	Кельвина, К
100	212	373,15

Однако следует учесть, что в различных приборах, несмотря на одинаковую точку закипания, время для достижения процесса все же различное.

Например, быстрее всего вода закипит в современном электрическом чайнике в теплозащитном корпусе с мощным круговым ТЭНом на 2-3 кВт. Среднее значение по времени будет у обычного чайника с закрытой крышкой. Дольше всех придет к результату емкость без крышки.

Как с уменьшением давления снижается температура закипания, так с увеличением она возрастает. Этот принцип нашел практическое применение в кухонных приборах – скороварках.

Показатель кипения в них достигает рекордных для повседневных условий – 120-130С. Это позволяет ускорить процесс готовки пищи (в противоположность горной местности – когда кипит, но не варится).

Температура пара кипящей воды в чайнике

Паром называется газообразное состояние воды. Взаимодействуя с окружающим воздухом, он может оказывать на него давление. В процессе образования пара температура его и воды будет оставаться неизменной до тех пор, пока жидкость полностью не испариться. Это обусловлено тем, что вся мощь градусов идёт на парообразование. Подобное обстоятельство позволяет образовываться сухому насыщенному пару.

При какой температуре закипает соленая вода

Солёная вода требует более высоких градусов для закипания, чем обычная жидкость. Это объясняется особенностью её состава. Всё пространство между водными молекулами занимают ионы, что приводит к гидратации. Напомним, данным термином называется присоединение молекул воды к ионам соли. Гидратация усиливает межмолекулярную связь, что отодвигает время закипания.

Нагреваясь, солёная вода непрерывно теряет молекулы. Соответственно, сталкиваться они будут значительно реже. Для инициации парообразования понадобится больший временной период, чем для рядовой жидкости. В общем и целом, можно уверенно утверждать, что солёная вода начинает кипеть при температуре приблизительно на 10°С выше, чем пресная.

Градус закипания дистиллированной воды

Дистиллированная вода – это вода, которую очистили от растворённых в ней минералов, органики и прочих примесей. Обычно её используют в химических лабораториях и в промышленности. Также она применяется в медицинских и исследовательских целях.

Получается такая вода путём дистилляции. Обычную воду помещают в специальный агрегат-дистиллятор. Он выпаривает её и конденсирует пар. В конце у вас будет отдельно дистиллят, и отдельно примеси.

Температура, при которой из дистиллированной воды делается кипяток, равна показателю кипения водопроводной, т.е. всё тем же 100°С. Разница заключается в том, что закипать очищенная от солей жидкость начинает чуть быстрее.

Причины появления неисправностей

Итак, почему же чайник выключается, не доведя воду до кипения?

1. Наиболее частая причина такой неисправности – дефект биметаллической пластины. Металл, из которого она сделана, подвергается многократному расширению-сужению в процессе работы устройства. Неудивительно, что со временем пластина деформируется и теряет свои свойства, поэтому и выключает электрочайник в неправильный момент. Конечно, это касается только тех приборов, которые проработали не один год. Хотя некачественные китайские изделия могут «порадовать» владельца таким дефектом буквально через несколько месяцев после покупки. Починить пластину можно: подогнуть ее в правильное положение. Однако это временная мера, и вскоре чайник придется менять, т.к. ремонт (замена пластины) в данном случае нерентабелен.
2. Еще одной из распространенных причин, по которой электрочайник может отключаться до закипания воды, является накипь на дне и стенках изделия. Особенно это часто случается у моделей с открытым ТЭН — он перегревается, и срабатывает защита устройства от перегрева. Для удаления образований достаточно прокипятить минимальное количество воды с добавлением одного пакетика лимонной кислоты — такую процедуру можно повторить несколько раз. Для ускорения процесса избавления от налета можно добавить пару столовых ложек уксуса — это ускорит очистку.
3. Если дело не в накипи, то, возможно, термостат сломан. Можно обратиться к специалисту для его замены, но проще купить новое изделие – цена ремонта примерно равна стоимости нового чайника.
4. Причиной отключения до закипания воды может стать сломанный или некачественно изготовленный выключатель — если прибор отключился раньше времени, а через 15 минут (за это время биметаллическая платина остывает и возвращается в первоначальное положение) включился самостоятельно, то это сигнал пользователю о том, что выключатель работает не корректно.
5. Частые протечки изделия, даже в виде нескольких капель, приводят к тому, что чайник выключился раньше, чем вода закипела. Необходимо проверить корпус устройства — по статистике, чаще всего микротрещины от перепада температур возникают у приборов, чей корпус изготовлен из стекла или пластика.
6. Неплотное крепление ТЭН к корпусу изделия является нередкой причиной преждевременного отключения прибора. Если вы используете изделие с нагревательным элементом открытого типа, то проверить это будет легко, даже не разбирая чайник. Если ТЭН закрытого вида, то надо обращаться в сервисный центр за помощью специалиста — самостоятельно внутрь изделия лучше не соваться.
7. При длительной эксплуатации резиновая прокладка, которая служит изолятором между корпусом и отсеком на днище, где расположен нагревательный элемент, может износиться, но проверить данный факт без полного демонтажа устройства нельзя. Эта информация пригодится домашним мастерам, которые самостоятельно решили отыскать причины отказа прибора.

Система защиты

Нагревательные элементы на электрочайник устанавливаются в процессе сборки на заводе изготовителе и зависят от его объема: мощность  ТЭН варьируется в пределах 0,5—2,5 кВт. Они при нагревании выделяют большое количество тепла, поэтому во избежание возникновения пожара, конструкторы предусмотрели эффективную защиту от перегревания.

Круглые биметаллические пластины используются как температурные датчики, в центре сделана специальная выборка. Они должны плотно прилегать к нижней части чайника, для лучшей теплоотдачи их поверхность смазывают пастой с отличными теплопроводящими свойствами.

Температурный датчик

Пластина собрана из двух разных по коэффициенту температурного расширения металлов, прочно склеенных между собой. При сильном нагревании она изгибается за счет разного расширения металлов.

Для выключения прибора биметаллическую пластину связывают с контактами посредством керамического штока следующим образом: один конец его упирается в диск, а второй — подпирает пластину контактной группы. Механизм действия весьма прост: пластина изгибается, шток приходит в движение и контакты отключаются.

Керамический шток и биметаллическая пластина

У такого вида защиты есть только один негативный нюанс: после остывания мембрана возвращается в исходное состояние, и контакты могут замкнуться – ТЭН начнет нагревание. Чтобы электрочайник не смог включаться самостоятельно, устанавливают два таких диска: один работает в системе защиты от перегрева, второй связан напрямую с выключателем и полностью отключает прибор от напряжения сети.

Пожарная безопасность

Изнеженные пользователи привыкли, что практически вся техника работает в автоматическом режиме. И многие могут поставить чайник греться, а сами уйти в другую комнату или же вовсе уйти из квартиры.

Вода постепенно начинает испаряться. В конце концов, процесс дойдет до того момента, когда в технике совершенно не останется воды. И если чайник просто выйдет из строя — это будет огромное везение. Ведь это риск возникновения пожара.

Поэтому при подобной поломке нужно обратить особое внимание на электрический чайник. И либо сразу заняться его починкой, либо же не пользоваться прибором

Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы “Специалисту по модернизации систем энергогенерации”

Как устранить неисправность Как только прекращается подача энергии на его нагревательный элемент, или чайник просто снимают с плитки, вода перестает получать необходимую энергию. Спрашивайте, я на связи!

Как влияет давление на процесс закипания воды

Давление (и атмосферное, и внутри жидкости) может существенно повлиять на процесс парообразования. Так, температурой кипения воды на высокой горе является 70°С, что значительно осложняет готовку. Чтобы приготовить пищу на высоте, требуется намного больше времени, поскольку, как это не парадоксально, закипевшая жидкость не будет достаточно горячей. Сварить куриное яйцо не получится совсем. Невозможно и приготовление мясных блюд.

Точка кипения воды на морском побережье — 100°С. При подъёме в гору, через каждые пройденные три сотни метров температура кипения будет уменьшаться на 1°С. Вследствие этого, жителям горных районов рекомендуется использовать автоклавы, чтобы жидкость получалась достаточно горячей. Это стоит помнить не только домохозяйкам, но и служащим лабораторий. Ведь все знают, что для стерилизации продуктов и инструментов необходимы более 100°С. Иначе оборудование не будет стерильным, ведь некоторые микробы являются термостойкими, и может принести в дальнейшем множество осложнений.

Уже доказано, что повышение температуры кипения может существенно сократить время, требующееся для приготовления еды, что очень важно в наш прогрессивный век. Чтобы повысить данный показатель, надо применять герметично закрывающуюся ёмкость

Оптимальным выбором будут скороварки, в которых крышка не пропускает пар, увеличивая внутреннее давление. В процессе нагрева образуется пар, но, поскольку он не может попасть наружу, он конденсируется на внутренней стороне крышки. Это приводит к заметному повышению давления внутри сосуда. В автоклавах давление равняется 1-2 атмосферы, из-за этого жидкость в них начинает кипеть при 120-130°C

Чтобы повысить данный показатель, надо применять герметично закрывающуюся ёмкость. Оптимальным выбором будут скороварки, в которых крышка не пропускает пар, увеличивая внутреннее давление. В процессе нагрева образуется пар, но, поскольку он не может попасть наружу, он конденсируется на внутренней стороне крышки. Это приводит к заметному повышению давления внутри сосуда. В автоклавах давление равняется 1-2 атмосферы, из-за этого жидкость в них начинает кипеть при 120-130°C.

Наибольшая возможная температура кипения воды пока учёными не обнаружена. Это обусловлено её способностью расти до поры, пока атмосферное давление не достигнет своего предела. Паровые турбинные установки подогревают воду до 400°С, но при этом она не кипит, а давление сохраняется в пределах нескольких десятков атмосфер. Аналогичные данные были получены при проведении исследований на больших океанических глубинах.

Бытовая техника Чайник