2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1 ... 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ... 15  След.
 
 Re: Физика в быту
Сообщение24.10.2018, 20:07 


05/09/16
11461
Вообще да, вроде очевидное утверждение "тепла все время подводится одно и то же количество" принимаемое за аксиому, на мой взгляд не столь очевидно. Допустим не меняется интенсивность пламени (то есть не крутим регулятор). Но ведь на то, сколько тепла "подводится" влияет что-то. Например теплопроводность кастрюли. Или теплопроводность воды, которая в кастрюле. И при закипании эта теплопроводность что -- не меняется? Там же пузыри, а они тепло плохо проводят...

Всё тепло отдавалось бы в случае погружения нагревательного элемента в воду, как например в электрочайнике. Вот там сколько ватт по закону ома потребляется спиралью столько и воде отдается, т.к. температура поверхности спирали не может вырасти сильно больше 100 градусов из-за охлаждения водой. Поэтому эксперименты с кастрюлей надо переносить теперь в электрочайник с омываемой спиралью! Но и тут может быть засада: пузыри например станут образовываться на спирали, а пар там будет температурой больше 100 градусов, не будет успевать охлаждаться до 100 и будет вылетать наружу, и окажется что тепло затратилось не только на нагрев воды до 100 градусов и фазовый переход в газ, но и на нагрев газа. И на всё это будет влиять величина щели между крышкой и горлом чайника!

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение24.10.2018, 20:23 
Аватара пользователя


27/02/12
3706

(Оффтоп)

wrest в сообщении #1348872 писал(а):
И на всё это будет влиять величина щели между крышкой и горлом чайника!

Я исходил из "постоянной конфигурации": пока вода не закипит, не трогаем крышку (то ли она на кастрюле, то ли на столе).
По мере нагревания воды разность температур между пламенем (наружная сторона дна кастрюли) и водой (внутренняя поверхность
дна) уменьшается, и скорость передачи тепла от пламени к воде должна уменьшаться. Не? Это, повторюсь, побочный вопрос,
возникший при чтении темы, и к основному вопросу отношения как бы и не имеет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение24.10.2018, 20:29 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
wrest в сообщении #1348872 писал(а):
Вообще да, вроде очевидное утверждение "тепла все время подводится одно и то же количество" принимаемое за аксиому, на мой взгляд не столь очевидно.


Есть два варианта этого утверждения.
1. Тепла подводится одно и тоже количество (за единицу времени) от включения плитки до закипания. Тогда Ваши уточнения верны. Не одно и тоже количество. Но к обсуждаемому явлению отношения не имеют.

2. Тепла подводится одно и тоже количество (за единицу времени) во время кипения, вне зависимости от того, есть крышка или нет. Это верное утверждение. Так как температура кастрюли - 100 градусов. Конечно, можно сказать, что температура 100 градусов только внутри кастрюли, а со стороны плитки больше, что пузырей там много и температура пара в них более 100 градусов.... Но это всё слёзы и разговор в пользу бедных - на возникновение обсуждаемого явления это не может влиять в связи с малостью поправок.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение24.10.2018, 20:32 


05/09/16
11461
miflin в сообщении #1348876 писал(а):
уменьшается, и скорость передачи тепла от пламени к воде должна уменьшаться.
В случае с пламенем возможно (хотя температура пламени газовой плиты довольно велика, так что увеличение температуры кастрюли с 20 до 100 градусов наверное и не заметно), а в случае со спиралью внутри воды - нет, потому что теплоемкость спирали мизерная, а мощность равна $P=U^2/R$, $R$ от температуры можно сказать что и не зависит, так что мощность постоянна.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение24.10.2018, 20:36 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
wrest в сообщении #1348881 писал(а):
хотя температура пламени газовой плиты довольно велика, так что увеличение температуры кастрюли с 20 до 100 градусов наверное и не заметно


Скорость передачи теплоты от горелки к кастрюле с водой будет меняться слабо.
А вот потери через кастрюлю будут расти от нуля до заметных величин (соответственно, воде достанется меньше).

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение27.10.2018, 01:56 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5003
ФТИ им. Иоффе СПб
miflin в сообщении #1348865 писал(а):
У меня, например, не создалось полностью ясного понимания того, как происходит обсуждаемый процесс
Действительно, ответ в удобопонимаемом виде не представлен. Я как ТС этой задачи попробую это сделать, а остальные, особенно уважаемый EUgeneUS, который собственно задачу решил, если что - поправят. Итак, конвульсиум ученых постановил что:

1. Поток тепла от горелки можно разделить на тепло, переданное воде и "все остальное".
2. "Все остальное" - величина более-менее постоянная, значит и воде передается постоянное количество тепла независимо от наличия или отсутствия крышки
3. Во время кипения переданное тепло расходуется на собственно кипение (бульканье) и тихое и незаметное испарение с поверхности воды.
4. Под крышкой увеличивается парциальное давление пара вплоть до насыщения в результате чего испарение с поверхности резко уменьшается.
5. При этом большая доля переданного воде тепла уходит в бульканье, что создает иллюзию более интенсивного испарения воды под крышкой.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение27.10.2018, 11:48 


05/09/16
11461
Ключевое слово, конечно, "иллюзия". Оно успокаивает, говорит нам: мир не рухнул и то, что должно сохраняться -- продолжает сохраняться и т.п.
amon
Правильно ли я понимаю что
-- из пункта 2 следует, что независимо от ширины щели (естетсвенно, пока ничего не выплёскивается и давление заметно не моднимается) или наличия крышки вообще, после того как кипение началось, за час испартится одно и то же количество воды (плюс-минус пара слез)
-- из пунктов 4 и 5 следует что вода как бы стремится увеличить площадь поверхности через которую надо испаряться (в условиях перманетного насыщения пара над всей поверхностью), и таким образом существует зависимость между скоростью подвода тепла и площадью поверхности через которую оно может уйти, включая коневекцию и испарение
-- если предыдущее верно, то значит существует такая кастрюля, отношение подводимого тепла к площади водной поверхности в которой таково, что её будет хватать на испарение и при прикрытой крышке (но при атмосферном давлении плюс-минус слезы), так что эффект не возникнет?

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение27.10.2018, 12:12 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
wrest в сообщении #1349436 писал(а):
-- из пункта 2 следует, что независимо от ширины щели (естетсвенно, пока ничего не выплёскивается и давление заметно не моднимается) или наличия крышки вообще, после того как кипение началось, за час испартится одно и то же количество воды (плюс-минус пара слез)


Нужно отметить, что крышка вызывает два слабо связанных явления: увеличение интенсивности объемного парообразования, то есть кипения, и уменьшение скорости "выкипания", то есть уменьшения количества воды в кастрюле. Поэтому нужно сделать такую оговорку:
Да. Но если вода испарилась, потом сконденсировалась на крышке, вернулась в кастрюлю в виде капель, а потом снова испарилась, то её нужно считать два раза.

wrest в сообщении #1349436 писал(а):
-- если предыдущее верно, то значит существует такая кастрюля, отношение подводимого тепла к площади водной поверхности в которой таково, что её будет хватать на испарение и при прикрытой крышке (но при атмосферном давлении плюс-минус слезы), так что эффект не возникнет?

Не знаю, как этот пункт следует из предыдущего. Но это итак очевидно: если вы "размажете" подводимую тепловую мощность по большой площади, то при некоторой температуре воды меньше 100 градусов и при некоторой влажности меньше 100 процентов, подводимый тепловой поток уравновесится тепловым потоком из-за поверхностного испарения и вода просто не закипит никогда.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение22.11.2018, 00:38 


05/09/16
11461
В общем, провел я повторный эксперимент и картина мира, покосившаяся в одному углу, восстановилась: вода кипит при 100 градусах!

Чистая вода (из-под крана):
1. При накрытой крышке температура поверхности при интенсивном кипении около 104 градусов:

(Картинка)

Изображение

2. При снятой крышке температура поверхности при интенсивном кипении 100 градусов:

(Картинка)

Изображение

3. Но затем я посолил воду, кинул туда спагетти, специи, довел до кипения (чтобы булькало), покипятил где-то минут 5 (чтобы спагетти прогрелись и т.п.) и вот... температура заметно ниже 100 градусов:

(Картинка)

Изображение

А я-то думал, что температура кипения подсоленой воды выше 100... Теперь картина мира покосилась в другом углу... Значит соль+спагетти -- понижение температуры кипения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение22.11.2018, 00:52 
Заслуженный участник


06/07/11
5627
кран.набрать.грамота
wrest в сообщении #1355772 писал(а):
А я-то думал, что температура кипения подсоленой воды выше 100...
Должна быть выше. Что-то вы не так намерили.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение22.11.2018, 01:01 


05/09/16
11461
rockclimber в сообщении #1355775 писал(а):
Должна быть выше. Что-то вы не так намерили.

Фотка же в посте. Мерил одинаково что чистую воду что с макаронами. Вода булькала и тогда и тогда (на фотке с макаронами видно что поверхность неровная). Ну я думаю что пара чайных ложек соли против полкило макарон... Видать макароны (мука и что там в них ещё) понижают температуру кипения воды.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение22.11.2018, 01:10 
Заслуженный участник


06/07/11
5627
кран.набрать.грамота
wrest в сообщении #1355778 писал(а):
Фотка же в посте.
А я отучился в институте на химика и делал подобные эксперименты на лабораторных работах. Скан диплома показать? :wink:
Вот табличка из справочника к примеру: http://www.chemport.ru/data/data851.shtml
И в любом учебнике физической химии написано тоже самое.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение22.11.2018, 01:21 


05/09/16
11461
rockclimber в сообщении #1355782 писал(а):
Вот табличка из справочника к примеру: http://www.chemport.ru/data/data851.shtml

А где там, в табличке, про макароны? :mrgreen:
Я тоже не помню чтобы какое-то вещество понижало температуру кипения воды. Но надо ж как-то объяснить результат опыта? Можете повторить, есличо. Рецепт: полкило обычных спагетти, номер 4 помойму. Две чайных ложки "вкусной соли" (соль + приправы), четыре небольших лавровых листа, 4 литра воды из крана. Мультиварка-скороварка в режиме "суп\варка". Физика в быту, в полный рост :roll:
Да, я одновременно делал соус болонез, на последней стадии приготовления суть процесса в том что надо выпарить немало воды (чтобы соус загустел), это все на сковородке (т.е. заметно бОльшее отношение площади поверхности к объему, чем в кастрюле), ну вот когда он булькал и вода выпаривалась, температура поверхности была еще меньше, градусов 85 что ли (я уж не стал фоткать, а то неудобно как-то, так что не буду точных цифр называть).

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение22.11.2018, 01:25 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
А с методикой самого измерения всё в порядке?

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика в быту
Сообщение22.11.2018, 01:27 
Заслуженный участник


06/07/11
5627
кран.набрать.грамота
wrest в сообщении #1355790 писал(а):
Можете повторить, есличо.
Честно говоря, уже месяц собираюсь и никак не соберусь. Завтра, если не забуду, вечером что-нибудь сварю.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 212 ]  На страницу Пред.  1 ... 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ... 15  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group