Выясняем: за сколько закипает вода?

Попытка — не пытка

Конечно, таким образом можно приготовить себе стакан чая или кофе. Причем времени для этого потребуется довольно мало. Но современные чайники закипают буквально в считаные минуты. Это удобно и совершенно безопасно. Вы гарантированно не получите ожоги, а температура воды будет оптимальной для чая. Конечно, легко допустить ситуацию, что чайник вышел из строя, а чай при этом никто не отменял.

Микроволновка вполне может стать заменой для этого агрегата. Особенно если вы живете один и требуется приготовить только одну чашечку. Соблюдая все рекомендации, вы легко получите чашку кипятка и сможете заварить себе ароматный чай. Техника безопасности — это не пустые слова. В данном случае игнорирование правил может привести к серьезной травме, несмотря на видимую безопасность микроволновой печи.

Что такое вода?

Хорошо, мы знаем, что это может показаться глупым вопросом, но важно точно понимать, что такое вода и как она работает!

Начнем с того, что вода — это прежде всего молекула. Эта молекула состоит из двух атомов водорода, связанных одним атомом кислорода .

Не волнуйтесь, это не урок химии! Но если вы хотите провести больше исследований по этой теме, эти атомы и их молекулярная структура в конечном итоге влияют на скорость закипания воды.

Как вы знаете, разные химические вещества нагреваются, охлаждаются и даже работают по-разному. Вода бесцветная, без вкуса и запаха.

Он затвердевает, когда достигает температуры ниже 32°F, и начинает кипеть (быстро испаряться) при 212°F .

Температура буквально влияет на воду очень многими способами, поэтому при рассмотрении вопроса необходимо учитывать так много факторов, так что давайте приступим!

Можно ли ускорить процесс?

Существуют следующие действенные варианты:

Кипячение воды в электрочайнике. Данный прибор вскипятит ее в 2-3 раза быстрее, чем в любой другой посуде.
Накрывание тары крышкой. Она уменьшит потерю тепла.
Выбор посуды с широким дном. Вода равномерно распределится по всей поверхности емкости. Площадь ее нагрева станет значительно больше, что приведет к началу ее бурления.
Помещение кастрюли на конфорку с самым большим диаметром. За счет этого увеличится площадь прогревания тары.
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 меняется время в зависимости от места приготовления?

От места приготовления зависит то, насколько быстро жидкость начнет кипеть. Отмечается разное время начала кипения в таре, помещенной в микроволновку, и воды, готовящейся на огне. Также разное время начала бурления отмечается при кипячении на газовой и электрической плите.

В микроволновке

Но стоит достать чашку с водой и опустить в нее любой предмет, как она начнет бурно кипеть.

Чтобы довести воду до такого состояния, достаточно подержать стакан с ней во включенной на полную мощность микроволновке в течение 2-х минут.

На газовой и электрической плите

В емкости, поставленной на газ, кипение начинается быстрее, чем в таре, помещенной на электроплиту.

При приготовлении на газу емкость напрямую контактирует с огнем.

При этом площадь его соприкосновения с кастрюлей или чайником большая, если огонь на газовой плите включен на максимум.

Вода закипит в течение 6 минут. Пол-литра вскипает уже через 3 мин 15 секунд.

При готовке на электроплите время увеличивается. Это обусловлено тем, что сама емкость не контактирует с открытым огнем. Ее нагревает нагревательный элемент, через который проходит электроток.

Все это увеличивает процесс нагревания. Пол-литра закипит на электроплите только через 5 минут. На кипячение литра уходит уже 8-10 минут.

На огне

Время закипания воды на открытом огне самое длительное. Играют роль условия. Если на улице ветрено, то емкость будет прогреваться дольше. На кипячение может уйти больше времени.

Играет роль тара, в которой кипятится вода. Если у нее толстые стенки, то на открытом огне в ней будет закипать значительно дольше. Чем тоньше стенки у емкости, тем быстрее начнется процесс кипения. В среднем на огне кипение начинается через 10-15 минут.

Нагрев воды в чайнике

Нагрев воды в чайнике — один из лучших способов! Чайник напрямую нагревает воду, заставляя ее кипеть в течение нескольких минут — даже в больших количествах!

Самым большим недостатком использования электрического чайника является то, что он потребляет почти вдвое больше электроэнергии по сравнению с электрическими и индукционными плитами.

Есть два основных типа чайников, которые можно использовать для кипячения воды: электрические чайники и газовые чайники.

Электрические чайники

Электрические чайники существуют с 1891 года. Наука о том, как работает электрический чайник, весьма увлекательна.

Возможно, вы подумали, что это похоже на нагревание кастрюли, а затем передачу энергии воде. Ну, подумай еще раз!

Когда чайник включен, он посылает мощный электрический ток через элемент, непосредственно соприкасающийся с водой (блестящая нижняя часть).

Элемент имеет электрическое сопротивление и затем превращает энергию в тепло. Это нагревает воду и мгновенно доводит ее до точки кипения .

Электрические чайники — это быстрый и удобный способ вскипятить воду.

Газовые чайники

Газовые чайники работают точно так же, как кастрюли или сковороды на газовой плите — разница только в материалах, из которых они сделаны.

Чайники размещаются на источнике прямого тепла, таком как газовая горелка, которая нагревает основание и передает тепло воде .

Газовые чайники часто можно ставить и на индукционные плиты, если они сделаны из металла (что обычно и бывает). Алюминий, стекло и медь не подходят для индукционных плит.

Оборудование	Начальная температура воды	Температура источника тепла	Время закипать
Электрическая плита	20°C или 68°F	300°F / 148°C	7 минут
газовая плита	20°C или 68°F	350°F / 176°C	6 минут
Индукционная плита	20°C или 68°F	360°F / 182°C	4 минуты
Электрический чайник	20°C или 68°F	2400 Вт	2-3 минуты
газовый чайник	20°C или 68°F	350°F / 176°C	8-9 минут
микроволновка	20°C или 68°F	1200 Вт	1 ½ минуты

Как будет меняться температура кипения воды: 4 фактора

Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.

Стоит отметить, что она всегда остается неизменной. Поэтому, если увеличить огонь под кипящей кастрюлей с водой, выкипать будет быстрее, но температура при этом не увеличится, так как средняя кинетическая энергия молекул остаётся неизменной.

Рассмотрим 4 фактора, которые влияют на изменение t°:

Пониженное атмосферное давление (наблюдается в горной местности) – t° уменьшается.
Повышенное атмосферное давление (наблюдается в шахте) – t° наоборот увеличивается.
Применения герметической крышки, вакуума. За счёт герметической крышки или посуды пар не выходит градус кипения увеличивается. При использовании вакуума температура зависит от давления, которое создано внутри его.
Свойства воды. Соленая вода начинает кипеть при более высокой температуре, чем пресная.

Рассмотрим более подробно каждый из факторов.

Влияние атмосферного давления

Согласно исследованиям и уравнению Клапейрона — Клаузиуса, градус кипения напрямую зависит от атмосферного давления. С его ростом температура кипения увеличивается, а с уменьшением, наоборот, становится все ниже и ниже.

Атмосферное давление — это давление атмосферы, действующее на все находящиеся на ней предметы и земную поверхность. Оно может меняться в зависимости от места и времени и измеряется барометром.

Таблица № 1. «Температура кипения воды от давления».

Р, кПа	t, °C	Р, кПа	t, °C	Р, кПа	t, °C
5,0	32,88	91,5	97,17	101,325	100,00
10,0	45,82	92,0	97,32	101,5	100,05
15,0	53,98	92,5	97,47	102,0	100,19
20,0	60,07	93,0	97,62	102,5	100,32
25,0	64,98	93,5	97,76	103,0	100,46
30,0	69,11	94,0	97,91	103,5	100,60
35,0	72,70	94,5	98,06	104,0	100,73
40,0	75,88	95,0	98,21	104,5	100,87
45,0	78,74	95,5	98,35	105,0	101,00
50,0	81,34	96,0	98,50	105,5	101,14
55,0	83,73	96,5	98,64	106,0	101,27
60,0	85,95	97,0	98,78	106,5	101,40
65,0	88,02	97,5	98,93	107,0	101,54
70,0	89,96	98,0	99,07	107,5	101,67
75,0	91,78	98,5	99,21	108,0	101,80
80,0	93,51	99,0	99,35	108,5	101,93
85,0	95, 15	99,5	99,49	109,0	102,06
90,0	96,71	100,0	99,63	109,5	102,19
90,5	96,87	100,5	99,77	110,0	102,32
91,0	97, 02	101,0	99,91	115,0	103,59

Единицы измерения давления в таблице: кПа.

Нормальное атмосферное давление составляет 765 мм. РТ. Ст. = 101,325 Р, кПа

Температура кипения в горах

При подъеме над поверхностью Земли (в горах), температура кипения воды падает, так как снижается атмосферное давление (на каждые 10, 5 м на 1 мм РТ. С). Пузырькам легче всплывать – процесс происходит быстрее.

Поэтому высоко в горах альпинисты не могут приготовить нормальную пищу, а используют законсервированные продукты.

Для варки мяса, как и других продуктов, нужны привычные 100 градусов. В обратном случае все компоненты бульона просто останутся сырыми.

Таблица № 2. «Как будет меняться t° кипения с высотой».

Высота над уровнем моря	t° кипения
100,0
500	98,3
1000	96,7
1500	95,0
2000	93, 3
2500	91,7
3000	90,0
3500	88,3
4000	86,7
4500	85,0
5000	83,3
6000	80,0

Температура кипения воды в шахте

Если спуститься в шахту, то давление будет увеличиваться.

Температура кипения воды в шахте зависит от глубины (при спуске на 300 м вода закипит при t 101°C, при глубине 600 метров -102 °C

Применение герметической крышки

Герметичные крышки не позволяет образовавшемуся пару ускользнуть. В среднем температура закипания воды увеличивается от 5-20 градусов.

В хозяйстве для приготовления блюд часто используют кастрюли, сковородки с герметичной крышкой. Таким образом, уменьшается время приготовления пищи за счет высокой температуры, а блюда получаются более вкусными. В горных районах с низким давлением это необходимая вещь для приготовления пищи. Так же используют мультиварки и сотейники.

Кипячение воды в вакууме

Вакуум — это среда с газом, с пониженным давлением.

Виды вакуумов:

низкий;
средний;
высокий;
сверхвысокий;
экстремальный;
космическое пространство;
абсолютный.

Температура кипения воды в вакууме зависит от того, какое давление в нём.

Кипение солёной воды

Солёная вода закипает при более высокой температуре за счет своих свойств.

Соль увеличивает плотность воды, соответственно на процесс требуется больше времени.

t° повышается примерно на 1 градус при добавлении 40 грамм соли на литр воды.

Температура кипения воды в чайнике

Чистая пресная вода закипает в чайнике при t° 100 градусов °C при условиях нормального атм. давления 760 мм ртутного столба.

Факты и причины

С кипячением воды иногда возникают сложности и вопросы:

Почему иногда подпрыгивает крышка?

В некоторых случаях крышка чайника подпрыгивает во время кипения в нем воды.

Причин этому бывает несколько:

Емкость заполнена до самого края. Поверхность бурлящей воды выталкивает крышку.
Отверстия в крышке слишком малы и не рассчитаны на то, чтобы выпустить весь пар, образующий в чайнике. Во время интенсивного кипения паровое давление внутри превышает атмосферное. Крышка начинает приподниматься.
Реальный объем налитой воды превышает оптимальный. Образуется пара больше, чем его могут выпустить технологические отверстия (носик, а также пазухи на крышке). В результате крышка выталкивается паровым давлением.

Вода сразу же перестает кипеть?

Процесс кипения динамичен – требует постоянного подвода энергии для поддержки заданной температуры.

Как только прекращается подача энергии на его нагревательный элемент, или чайник просто снимают с плитки, вода перестает получать необходимую энергию. На этом кипение прекращается, и начинается постепенный процесс остывания.

Электрический чайник не доводит влагу до кипения?

Причин того, почему электрический чайник выключается, не доводя воду до кипения, может быть несколько:

Толстый налет накипи на ТЭНе. Это частая проблема старых чайников, а также когда в него заливают воду с повышенной жесткостью.
Нагреватель достигает заданной температуры, но при этом вода из-за нарушенного теплообмена не доходит до точки кипения. В результате, термоэлемент-выключатель срабатывает преждевременно.
Неправильно настроенный или бракованный выключатель. Контакты данного элемента могут быстро обгореть, если в его схеме используются некачественные или очень малого сечения проводники.
Треснула емкость. Всего несколько капель воды, попавшие в нагревательный блок, выведут прибор из строя. Как правило, это частая проблема моделей с колбой из пластика или стекла.
Разъединение проводки ТЭНа. В результате перегрева, некачественной проводки или изоляции, а также плохого крепления самого нагревателя места соединения проводов с ним могут ослабнуть, подгореть, окислиться и привести к сбою в его работе.
Выход из строя предохранителя. Обычно размыкание контактов этой детали происходит при достижении температуры свыше 100С. В случае его неисправности, это может произойти при меньшем нагреве.

Кроме того, если используется стандартный чайник, причиной того, почему вода в нем нагревается, но никак не может закипеть, является неисправность самого электронагревательного прибора.

Часто электроплита ломается и перестает выдавать рабочую температуру, тем не менее, сохраняя минимальный, хотя и недостаточный для закипания нагрев.

Можно ли кипятить воду в микроволновке

На микроволновых печках ранних моделей можно было увидеть предостерегающие наклейки, однозначно запрещающие кипячение из соображений безопасности пользователей. Позже производители пришли к выводу, что это возможно, но с соблюдением ряда правил.

Для безопасного кипячения рекомендуется использовать термометр, чтобы точно определить момент достижения нужной температуры. Визуально вода, достигшая 100°С в микроволновке, почти никогда не кипит, а продолжает набирать температуру.

В чашку с водой, перед тем как поместить ее в печь, ставят предмет с нулевой токопроводимостью – например, деревянную палочку для суши или керамическую ложку. Это предохранит жидкость от перегрева.

Нельзя сразу же добавлять в чашку кофе, сахар или чайный пакетик – за счет образования пузырьков объем воды резко возрастет и выйдет за ее края. Это чревато ожогами и попаданием кипятка на другие предметы.

Рекомендуется подождать 20-30 секунд после остановки печи, затем открыть дверь и аккуратно помешать воду палочкой. Если она не начнет бурлить и переливаться через край, значит, можно доставать емкость, используя полотенце или прихватку.

Что нужно предпринять

Можно ли вскипятить воду в микроволновке? Да, безусловно, но если кто-то из ваших родных пользуется таким способом быстро получать кипяток, то нужно максимально обезопасить его. Купить термометр для воды. Его нужно закрепить на кружке и наблюдать через стекло за показателями. Как только температура достигает 100 градусов, пора выключать.

Перед тем как вынуть кружку, нужно подождать 30 секунд. После этого откройте камеру и помешайте жидкость деревянной ложкой или палочкой. Если вода не начала переливаться через край, значит, все в порядке. Приготовьте рядом с печью удобную прихватку или полотенце. Даже если кружка вынута вовремя, она может быть довольно горячей. Легко обжечься и выронить ее, что приведет к серьезным ожогам ног.

Как высота влияет на время закипания воды

Чем выше поднимается высота, тем сильнее падает атмосферное давление. Это означает, что на уровне моря доступного воздуха больше, чем в высокогорных районах, таких как горные вершины.

На больших высотах вода достигает точки кипения при более низких температурах, а это означает, что вода обычно закипает быстрее .

На более низких высотах вода достигает точки кипения при более высокой температуре, а это означает, что воде потребуется больше времени, чтобы достичь точки кипения.

Высота (в футах)	Точка кипения
0 футов	212°F / 100°C
500 футов	211 °F / 99,5 °C
1000 футов	210,2°F / 99°C
2000 футов	208,4°F / 98°C
8000 футов	197°F / 91,5°C
10000 футов	193°F / 89,5°C

Можно ли ускорить процесс?

Существуют следующие действенные варианты:

Кипячение воды в электрочайнике. Данный прибор вскипятит ее в 2-3 раза быстрее, чем в любой другой посуде.
Накрывание тары крышкой. Она уменьшит потерю тепла.
Выбор посуды с широким дном. Вода равномерно распределится по всей поверхности емкости. Площадь ее нагрева станет значительно больше, что приведет к началу ее бурления.
Помещение кастрюли на конфорку с самым большим диаметром. За счет этого увеличится площадь прогревания тары.
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.

Как меняется время в зависимости от места приготовления?

От места приготовления зависит то, насколько быстро жидкость начнет кипеть. Отмечается разное время начала кипения в таре, помещенной в микроволновку, и воды, готовящейся на огне. Также разное время начала бурления отмечается при кипячении на газовой и электрической плите.