Капля на горячей плите

[Wild Bill]

Comanchero в сообщении #234495 писал(а):

Поверхностное натяжение здесь не играет роли, так как вода в чайнике или в капле-поверхностное натяжение у воды не зависит от формы объёма.

Я говорил о поверхностном наряжении при образовании пузырька воздуха внутри капли воды. Чем более вода очищена от примесей, тем сильнее перегрев...

[Munin]

Comanchero в сообщении #234495 писал(а):

Ещё раз подчеркну, что вода может быть перегрета существенно, за счёт того, что в объёме капли могут отсутствовать центры кипения(парообразования)...

Возьмите воду, смешаную с пылью, и вы увидите, что режимы кипения у неё те же самые.

Comanchero в сообщении #234495 писал(а):

поверхностное натяжение у воды не зависит от формы объёма.

А давление, создаваемое поверхностным натяжением - зависит.

[druggist]

Добавка к атмосф. давлению будет 2а/R, где а -коэффициент поверхностного натяжения, R - радиус(сферической) капли. Правда, коэффициент поверхностного натяжения уменьшается с температурой

[Alexandr_A]

Поверхность этой капли как бы обдувается микропотоками, флуктуациями, которые выдувают приповерхностный слой. Поэтому как мне кажется, капля нагревается очень медленно, может быть к тому моменту когда она теряет половину массы ее температура будет 85 - 95 градусов.

druggist в сообщении #234516 писал(а):

Добавка к атмосф. давлению будет 2а/R, где а -коэффициент поверхностного натяжения, R - радиус(сферической) капли. Правда, коэффициент поверхностного натяжения уменьшается с температурой

То есть увеличение температуры кипения, будет пренебрежимо мало.
А вот отсутствие центров конденсации позволяет перегреть воду в открытом сосуде. Как то грел дистиллированную воду в бутылке, на кирпичной плитке. Когда решил убрать, она даже не пыталась кипеть. Поставил ее на стол и через пару секунд получил фонтан кипятка высотой с метр, потом еще один повыше. В итоге, в бутылке осталось меньше половины содержимого.

[Wild Bill]

Munin в сообщении #234506 писал(а):

Возьмите воду, смешаную с пылью, и вы увидите, что режимы кипения у неё те же самые.

В любой воде есть примесь нерастворимых газов. При нормальном давлении кипение обычно начинается при 100, но если концентрацию нерастворимых газов уменьшить, то кипение начнётся при несколько больших температурах.

Alexandr_A в сообщении #234524 писал(а):

А вот отсутствие центров конденсации позволяет перегреть воду в открытом сосуде.

Да, но не много.

[Comanchero]

Munin в сообщении #234506 писал(а):

Возьмите воду, смешаную с пылью, и вы увидите, что режимы кипения у неё те же самые.

А вот и не будут теми же самыми...Так же не будут соответсвовать режимы кипения воды насыщенной воздухом(азотом,кислородом) и ненасыщенной воздухом.

Munin в сообщении #234506 писал(а):

А давление, создаваемое поверхностным натяжением - зависит.

Кстати, учтите, что гидростатическое давление столба воды в чайнике (где кипение начинается восновном у дна) больше чем в капле...

[druggist]

Alexandr_A в сообщении #234524 писал(а):

То есть увеличение температуры кипения, будет пренебрежимо мало.
А вот отсутствие центров конденсации позволяет перегреть воду в открытом сосуде. Как то грел дистиллированную воду в бутылке, на кирпичной плитке. Когда решил убрать, она даже не пыталась кипеть. Поставил ее на стол и через пару секунд получил фонтан кипятка высотой с метр, потом еще один повыше. В итоге, в бутылке осталось меньше половины содержимого.

Это из-за взбалтывания образовались микропузырьки? А если просто убрать нагрев? Почему образовались два фонтана(первый, затем второй) не очень понятно. Читал, что при извержении гейзеров происходит нечто подобное, но там ступенчатость процесса обусловлена тем, что начинают вскипать сначала более высокие участки воды в канале, и происходит резкий сброс давления из-за вылетевшей воды. В бутылке же никакого значительного перепада давлений образоваться не может

[Wild Bill]

druggist в сообщении #234539 писал(а):

Это из-за взбалтывания образовались микропузырьки?

Это правильно называть примесью нерастворённых газов. Если взболтать, то будут ещё просто пузырьки...

[Alexandr_A]

druggist в сообщении #234539 писал(а):

Почему образовались два фонтана(первый, затем второй) не очень понятно.

Бутылку я перемещал очень плавно. Когда она встала, то дно начало охлаждаться, наверняка появились неоднородности и она вскипела снизу. Вообще то не два раза, а больше, просто несколько раз было менее интенсивно, но тоже с паузами. Почему так, я не знаю.

[Wild Bill]

Здесь что-то связано с узким горлышком... Вроде сопла... Но сам таких явлений не наблюдал.

[R-o-m-e-n]

Comanchero в сообщении #234423 писал(а):

Дело всё в том, что между каплей и плитой образуется паровая подушка, теплопроводность которой низка. Вследствие этого нагрев капли происходит медленно, а значит и испарение.

Если Вы имеете ввиду пар, а не туман, то его темпеатура будет выше 300 грудусов по Цельсию.

-- Пт авг 14, 2009 20:00:33 --

Comanchero в сообщении #234425 писал(а):

Капля нагревается и от излучения и от конвекции, но при этом также и остывает..

Вряд ли капля остывает.

-- Пт авг 14, 2009 20:08:30 --

Mopnex в сообщении #234426 писал(а):

Вы хотите сказать, что капля не нагревается выше 100 градусов?

Наверное, все зависит от условий при которых капля упала на плиту. Например, если капля окажется в атмосфере водяного пара, то атмосферное давление вокруг нее может возрасти в разы.

-- Пт авг 14, 2009 20:14:51 --

Mopnex в сообщении #234429 писал(а):

Ну хорошо, так какова же примерно температура капли? Eё раз подчеркну, что плита нагрета не меньше чем до 400 градусов.

Вообще, поверхностное натяжение воды исчезает при температуре 374,15 по Цельсию. При прямом контакте с плитой капля мгновенно вспенится. Ну, или распадется на несколько капель.

-- Пт авг 14, 2009 20:49:32 --

Alexandr_A в сообщении #234524 писал(а):

А вот отсутствие центров конденсации позволяет перегреть воду в открытом сосуде. Как то грел дистиллированную воду в бутылке, на кирпичной плитке. Когда решил убрать, она даже не пыталась кипеть. Поставил ее на стол и через пару секунд получил фонтан кипятка высотой с метр, потом еще один повыше. В итоге, в бутылке осталось меньше половины содержимого.

В школьной программе был подобный опыт по замораживанию дистиллированной воды. Переохлажденную воду достаточно было резким толчком встряхнуть и она мгновенно превращалась в лед.

[Munin]

R-o-m-e-n в сообщении #235122 писал(а):

Если Вы имеете ввиду пар, а не туман, то его темпеатура будет выше 300 грудусов по Цельсию.

Вау.

R-o-m-e-n в сообщении #235122 писал(а):

Например, если капля окажется в атмосфере водяного пара, то атмосферное давление вокруг нее может возрасти в разы.

Два раза вау.

[Comanchero]

R-o-m-e-n в сообщении #235122 писал(а):

Капля нагревается и от излучения и от конвекции, но при этом также и остывает..

Вряд ли капля остывает.

Любое нагретое тело излучает, стремясь к термодинамическому равновесию...Закон излучения Кирхгофа...

R-o-m-e-n в сообщении #235122 писал(а):

Вообще, поверхностное натяжение воды исчезает при температуре 374,15 по Цельсию. При прямом контакте с плитой капля мгновенно вспенится. Ну, или распадется на несколько капель.

Если вода находится в жидкой фазе - то поверхностное натяжение имеет место быть.

[ewert]

Я давно уж не считал, но из капли процесс испарения ( с соотв. уходом энергии) -- заведомо сильнее, чем с плоской поверхности. И существенно сильнее: в капиллярах диаметром порядка миллиметров капиллярное давление -- хоть и меньше атмосферного, но всё же весьма заметно.

Да, и ещё полезно иметь в виду. Поглощение внешнего излучения пропорционально массе (т.е. кубу размера), в то время как излучение/испарение самой капли -- площади поверхности (т.е. квадрату). А капля -- она маленькая, и, соотв. (хоть я опять же и не считал) -- квадрат рано или поздно начнёт перевешивать куб...

[Comanchero]

ewert в сообщении #235193 писал(а):

Я давно уж не считал, но из капли процесс испарения ( с соотв. уходом энергии) -- заведомо сильнее, чем с плоской поверхности. И существенно сильнее: в капиллярах диаметром порядка миллиметров капиллярное давление -- хоть и меньше атмосферного, но всё же весьма заметно.

Насколько я понимаю, скорость испарения пропорциональна площади поверхности, а в капиллярах площадь поверхности минимальна...