Яка вода швидше закипить солона чи прісна. Чому солона вода швидше кипить

Багато господарок, намагаючись прискорити процес приготування їжі, солять воду відразу після того, як поставили каструлю на плиту. Вони свято вірять, що роблять правильно, і готові привести на свій захист безліч аргументів. Чи так це насправді та яка вода закипає швидше – солона чи прісна? Для цього зовсім необов'язково ставити експерименти в лабораторних умовах, достатньо розвіяти міфи, які десятиліттями панують на наших кухнях за допомогою законів фізики та хімії.

Поширені міфи про кипіння води

У питанні кипіння води людей умовно можна поділити на дві категорії. Перші переконані, що солона водазакипає набагато швидше, а другі із цим твердження абсолютно не згодні. На користь того, що на доведення до кипіння солоної води потрібно менше часу, наводяться такі аргументи:

• щільність води, в якій розчинена сіль, набагато вища, тому тепловіддача від конфорки більша;
• під час розчинення у воді кристалічні грати кухонної солі руйнується, що супроводжується виділенням енергії. Тобто, якщо в холодну водудодати сіль, то рідина автоматично стане теплішою.

Ті, хто спростовує гіпотезу про те, що солона вода закипає швидше, аргументують це так: під час розчинення солі у воді відбувається процес гідратації.

На молекулярному рівні утворюються міцніші зв'язки, для руйнування яких потрібно більше енергії. Тому для закипання солоної води потрібно більше часу.

Хто ж має рацію в цій суперечці, і чи справді так важливо солити воду на самому початку приготування їжі?

Процес кипіння: фізика «на пальцях»

Щоб розібратися, що саме відбувається із солоною та прісною водоюпри нагріванні потрібно розуміти, що таке процес кипіння. Незалежно від того, вода солона чи ні, закипає вона однаково і проходить через чотири стадії:

• утворення дрібних бульбашок на поверхні;
• збільшення бульбашок в обсязі та їх осідання на дні ємності;
• помутніння води, викликане інтенсивним рухом бульбашок з повітрям вгору-вниз;
• безпосередньо процес кипіння, коли на поверхню води піднімаються великі бульбашки та з шумом лопаються, виділяючи пару – повітря, яке знаходиться всередині та нагрівається.

Теорія тепловіддачі, до якої апелюють прихильники соління води на початку приготування їжі, у цьому випадку «працює», але ефект від нагрівання води за рахунок її щільності та виділення тепла при руйнуванні кристалічних ґратнезначний.

Набагато важливішим є процес гідратації, при якому утворюються стійкі молекулярні зв'язки.

Чим вони міцніші, тим складніше бульбашку повітря піднятися на поверхню і опуститися на дно ємності, на це йде більше часу. У результаті якщо до води додано сіль, то циркуляція бульбашок з повітрям уповільнюється. Відповідно, солона вода закипає повільніше, оскільки молекулярні зв'язки утримують повітряні бульбашки в солоній воді трохи довше, ніж у прісній.

Солити чи не солити? Ось у чому питання

Кухонні суперечки з приводу того, яка вода швидше закипає солона чи несолона, можна вести нескінченно. У результаті з погляду практичного застосування немає особливої ​​різниці, посолили ви воду на самому початку або після того, як вона закипіла. Чому це не має особливого значення? Щоб розібратися в ситуації, потрібно звернутися до фізики, яка дає вичерпні відповіді на це, начебто, непросте питання.

Всім відомо, що при стандартному атмосферному тиску 760 мм ртутного стовпа вода закипає при 100 градусах за Цельсієм. Температурні параметри можуть змінюватися за умови зміни густини повітря – всі знають, що в горах вода закипає за нижчої температури. Тому коли мова заходить про побутовий аспект, у цьому випадку набагато важливіший такий показник, як інтенсивність горіння газової конфорки або ступінь нагрівання електричної кухонної поверхні.

Саме від цього залежить процес теплообміну, тобто швидкість нагрівання самої води. І, відповідно, час, витрачений на те, щоб вона закипіла.

Наприклад, на відкритому вогні, якщо ви надумаєте приготувати вечерю на багатті, вода в казанку закипить за лічені хвилини завдяки тому, що дрова при спалюванні виділяють більше тепла, ніж газ у плиті, а площа нагрівання поверхні значно більша. Тому зовсім необов'язково солити воду для того, щоб вона швидше закипіла - достатньо включити конфорку плити на максимум.

Температура кипіння солоної води така сама, як і в прісної, і в дистильованої. Тобто вона становить 100 градусів за нормального атмосферного тиску. А ось швидкість закипання за рівних умов (наприклад, якщо за основу взято звичайну конфорку газової плити) буде різнитися. Для того, щоб закипіла солона вода, знадобиться більше часу за рахунок того, що бульбашкам з повітрям важче розривати міцніші молекулярні зв'язки.

До речі, різниця в часі закипання існує між водопровідною та дистильованою водою – у другому випадку рідина без домішок і, відповідно, без «важких» молекулярних зв'язків, нагріватиметься швидше.

Щоправда, різниця в часі складає всього кілька секунд, які не роблять погоди на кухні і ніяк не впливають на швидкість приготування їжі. Тому слід керуватися не бажанням заощадити час, а законами кулінарії, що наказують солити кожну страву в певний момент для збереження та посилення її смакових якостей.

Чому в солоній воді плавати легше, ніж у прісній?

У солоній воді плавати легше, ніж у прісній, бо сіль робить воду важчою: якщо ви візьмете два балони однакової ємності, в одному з яких буде солона, а в іншому прісна вода, то балон із солоною водою важитиме трохи більше. А чим більше щільність(Вага) води, тим легше в ній плавати.

Предмет може плавати в рідині, якщо його вага дорівнює вазі води, яку він витісняє або виштовхує (вода витісняється для того, щоб дати місце предмету). Можна на це подивитися з іншого боку: коли ви сідаєте у ванну, то бачите, що рівень води у ній підвищується. Якщо ви зб'єте ту воду, яку витіснило ваше тіло, вага цієї води дорівнюватиме ваги вашого тіла. Якщо вода має підвищену щільність, як солона вода, то ваше тіло витіснить меншу її кількість (тобто для того, щоб зрівнятися з вагою вашого тіла, потрібно менше води), і ви, випливаючи, виявитеся вище, ніж якби спливли в прісної води.

У першій склянці звичайна прісна вода, у другій – солона,
у третьому – дуже солона.

Що краще зберігає тепло: прісна чи солона вода?

Дві судини були наповнені свіжою водою. Їх підігрівали протягом 10 хвилин. Потім до однієї з судин додали 2 столові ложки солі і наклеїли на нього етикетку "солона вода". За першої спроби не було помічено особливої ​​різниці, температура була 120 градусів. При другій спробі додали ще 2 столові ложки солі і різниця стала помітною. Солона вода остигала значно швидше, ніж звичайна водопровідна вода. В рамках експерименту відстежувалася кількість солі у воді. Коли температура води досягала 90 градусів, починався збір даних. У межах експерименту використовувалися одні й самі термометри.

Чому вода в океані солона?

Сіль із Землі постійно розчиняється і потрапляє у океан.
Якщо висушити всі океани, з солі, що залишилася, можна було б побудувати стіну висотою 230 км і товщиною майже 2 км. Така стіна змогла б обігнути по екватору всю земну кулю. Або інше порівняння. Сіль усіх висохлих океанів за обсягом у 15 разів найбільша за європейський континент!
Звичайну сіль, одержують з морської води, сольових джерелабо під час розробки покладів кам'яної солі. Морська вода містить 3-3,5% солі. Внутрішні моря, такі як Середземне море, Червоне море, містять більше солі, ніж відкриті моря. Мертве море займає всього 728 кв. км., містить приблизно 10523000000 тонн солі.
У середньому у літрі морської води міститься близько 30 г солі. Поклади кам'яної солі в різних частинахземлі утворилися багато мільйонів років тому внаслідок випаровування морської води. Для утворення кам'яної солі необхідно, щоб випарувалося дев'ять десятих обсягу морської води; вважають, що у місці сучасних покладів цієї солі перебували внутрішні моря. Вони випаровувалися швидше, ніж надходила нова морська вода - от і з'явилися поклади кам'яної солі.
Основну кількість харчової солі видобувають із кам'яної солі. Зазвичай до покладів солі прокладають шахти. Трубами закачують чисту водуяка розчиняє сіль. По другій трубі цей розчин піднімається поверхню.

Чому прісна вода закипає швидше за солону?

Солона вода закипає при вищій температурі, ніж прісна, відповідно за однакових умов нагрівання швидше закипить прісна вода, солона закипить пізніше. Існує ціла фізико-хімічна теорія чому справа так, "на пальцях" ж це можна пояснити таким чином. Молекули води зв'язуються з іонами солі – відбувається процес гідратації. Зв'язок між молекулами води слабший, ніж зв'язок, що утворився внаслідок гідратації. Тому молекула прісної води легше (при нижчій температурі) відривається від " оточення " - тобто. грубо кажучи випаровується. А для того, щоб молекула води з розчиненою сіллю "вирвалася з обіймів" солі та інших молекул води потрібно більше енергії, тобто. висока температура.

Кипіння – процес зміни агрегатного стану речовини. Коли ми говоримо про воду, то маємо на увазі зміну рідкого стануу пароподібне. кипіння - це не випаровування, яке може протікати навіть при кімнатній температурі. Також не варто плутати із кип'ятінням, що є процесом нагрівання води до певної температури. Тепер, коли ми розібралися з поняттями, можна визначити, за якої температури кипить вода.

Процес

Сам процес перетворення агрегатного стану з рідкого на газоподібний є складним. І хоча люди цього не бачать, існує 4 стадії:

1. На першій стадії на дні ємності, що нагрівається, утворюються невеликі бульбашки. Також їх можна помітити з боків чи поверхні води. Вони утворюються через розширення повітряних бульбашок, які завжди є у тріщинах ємності, де нагрівається вода.
2. На другій стадії обсяг бульбашок збільшується. Всі вони починають рватися до поверхні, тому що всередині них знаходиться насичений пар, Що легше води. При підвищенні температури нагрівання тиск бульбашок зростає і вони виштовхуються на поверхню завдяки відомій силі Архімеда. При цьому можна чути характерний звук кипіння, який утворюється через постійне розширення та зменшення у розмірі бульбашок.
3. На третій стадії на поверхні можна бачити велику кількість бульбашок. Це спочатку створює помутніння води. Цей процес у народі називають " кипінням білим ключем " , і він триває короткий проміжок часу.
4. На четвертій стадії вода інтенсивно вирує, на поверхні виникають великі бульбашки, що лопаються, можлива поява бризок. Найчастіше бризки означають, що рідина нагрілася до максимальної температури. З води почне виходити пара.

Відомо, що вода кипить за температури 100 градусів, яка можлива лише на четвертій стадії.

Температура пари

Пара є одним із станів води. Коли він надходить у повітря, то, як і інші гази, чинить на нього певний тиск. При пароутворенні температура пари та води залишаються постійними доти, доки вся рідина не змінить свій агрегатний стан. Це можна пояснити тим, що з кипінні вся енергія витрачається перетворення води в пар.

На самому початку закипання утворюється волога насичена пара, яка після випаровування всієї рідини стає сухою. Якщо його температура починає перевищувати температуру води, то така пара є перегрітою, і за своїми характеристиками вона буде ближчою до газу.

Кипіння солоної води

Досить цікаво знати, за якої температура кипить вода з підвищеним вмістом солі. Відомо, що вона повинна бути вищою через вміст у складі іонів Na+ та Cl-, які між молекулами води займають область. Цим хімічний склад води із сіллю відрізняється від звичайної прісної рідини.

Річ у тім, що у солоній воді має місце реакція гідратації – процес приєднання молекул води до іонів солі. Зв'язок між молекулами прісної води слабший за ті, які утворюються при гідратації, тому закипання рідини з розчиненою сіллю відбуватиметься довше. У міру зростання температури молекули у воді із вмістом солі рухаються швидше, але їх стає менше, через що зіткнення між ними здійснюються рідше. В результаті пари утворюється менше, і її тиск через це нижче, ніж напір пари прісної води. Отже, для повноцінного пароутворення потрібно більше енергії (температури). В середньому для закипання одного літра води з вмістом 60 г солі необхідно підняти градус кипіння води на 10% (тобто на 10 С).

Залежність кипіння від тиску

Відомо, що у горах незалежно від хімічного складуводи температура кипіння буде нижчою. Це відбувається через те, що атмосферний тиск на висоті нижчий. Нормальним прийнято вважати тиск із значенням 101.325 кПа. При ньому температура закипання води становить 100 градусів за Цельсієм. Але якщо піднятися на гору, де тиск становить у середньому 40 кПа, то там вода закипить за 75.88 С. Але це не означає, що для приготування їжі в горах доведеться витратити майже вдвічі менше часу. Для термічної обробки продуктів потрібна певна температура.

Вважається, що у висоті 500 метрів над рівнем моря вода закипатиме при 98.3 З, але в висоті 3000 метрів температура закипання становитиме 90 З.

Зазначимо, що цей закон діє і у зворотному напрямку. Якщо помістити рідину в замкнуту колбу, через яку не може проходити пара, то зі зростанням температури та утворенням пари тиск у цій колбі зростатиме, і закипання при підвищеному тиску відбудеться при вищій температурі. Наприклад, при тиску 490.3 кПа температура кипіння води становитиме 151°С.

Кипіння дистильованої води

Дистильованою називається очищена вода без вмісту будь-яких домішок. Її часто застосовують у медичних чи технічних цілях. З огляду на те, що у такій воді немає жодних домішок, її не використовують для приготування їжі. Цікаво помітити, що закипає дистильована вода швидше за звичайну прісну, проте температура кипіння залишається такою ж - 100 градусів. Втім, різниця в часі закипання буде мінімальною - лише частки секунди.

У чайнику

Часто люди цікавляться, за якої температури кипить вода в чайнику, оскільки саме цими приладами вони користуються для кип'ятіння рідини. З урахуванням того, що атмосферний тиск у квартирі дорівнює стандартному, а вода, що використовується, не містить солей та інших домішок, яких там не повинно бути, то й температура закипання також буде стандартною - 100 градусів. Але якщо вода міститиме сіль, то температура закипання, як ми вже знаємо, буде вищою.

Висновок

Тепер ви знаєте, за якої температури кипить вода, і як атмосферний тиск і склад рідини впливають на цей процес. У цьому немає нічого складного, і таку інформацію діти отримують ще у школі. Головне – запам'ятати, що зі зниженням тиску знижується і температура кипіння рідини, а з його зростанням збільшується і вона.

В інтернеті можна знайти багато різних таблиць, де вказується залежність температури кипіння рідини від атмосферного тиску. Вони доступні всім і активно використовуються школярами, студентами та навіть викладачами в інститутах.

Щоб швидше приготувати їжу, більшість господарок додають в каструлю сіль до початку закипання води. На їхню думку, це прискорить процес приготування їжі. Інші, навпаки, стверджують, що водопровідна вода закипає набагато швидше. Щоб дати відповідь на таке запитання, потрібно звернутися до фізичних та хімічним законам. Чому солона вода закипає швидше, ніж звичайна, і чи справді це так? Давайте дізнаємось! Подробиці у статті нижче.

Чому солона вода закипає швидше: фізичні закони кипіння

Щоб зрозуміти, які процеси починають відбуватися при нагріванні рідини, необхідно знати, що вчені мають на увазі під технологією процесу кипіння.

Будь-яка вода, звичайна чи солона, починає закипати абсолютно однаково. Цей процес відбувається через кілька етапів:

• на поверхні починають утворюватися дрібні бульбашки;
• збільшення габаритів пухирів;
• їхнє осідання на дно;
• рідина стає каламутною;
• процес кипіння.

Чому солона вода закипає швидше?

Прихильники підсоленої води кажуть, що під час нагрівання спрацьовує теорія тепловіддачі. Однак тепло, що виділяється після руйнування молекулярних ґрат, не дає великого ефекту. Набагато важливішим є технологічний процес гідратації. Саме тоді відбувається освіту сильних молекулярних зв'язків. Тож чому солона вода закипає швидше?

Коли вони стають дуже міцними, повітряним бульбашкам набагато складніше рухатися. Для руху вгору чи вниз потрібно багато часу. Іншими словами, якщо у воді знаходиться сіль, відбувається уповільнення процесу повітряної циркуляції. В результаті солона вода закипає трохи повільніше. Бульбашкам повітря не дають рухатися молекулярні зв'язки. Ось чому не закипає швидше, ніж не солона.

А може, можна обійтися без солі?

Суперечка про те, як швидко закипає солона або водопровідна вода може тривати нескінченно. Якщо подивитися на практичне застосування, великої різниціне буде. Це легко можна пояснити законами фізики. Вода починає закипати, коли температура сягає 100 градусів. Це значення може стати іншим у разі зміни параметрів густини повітря. Наприклад, вода високо в горах починає кипіти за температури нижче 100 градусів. У побутових умовах найважливішим показником стає потужність газового пальника, а також температура нагрівання електричної плити. Від цих параметрів залежить швидкість нагрівання рідини, а також час, необхідний для закипання.

На вогнищі вода починає закипати через кілька хвилин, так як дрова, що спалюються, виділяють набагато більше тепла, ніж газова плита, та й площа поверхні, що нагрівається набагато більше. Звідси можна зробити простий висновок: щоб домогтися швидкого закипання потрібно включити газову конфорку на максимальну потужність, а не додавати сіль.

Будь-яка вода починає кипіти за однакової температури (100 градусів). Але швидкість закипання може бути різною. Солона вода почне кипіти пізніше через повітряні бульбашки, яким набагато складніше розірвати молекулярні зв'язки. Слід зазначити, що закипання дистильованої води відбувається швидше, ніж звичайної, водопровідної. Справа в тому, що в очищеній, дистильованій воді відсутні сильні молекулярні зв'язки, немає сторонніх домішок, тому вона починає нагріватися набагато швидше.

Висновок

Час закипання звичайної чи солоної води відрізняється кількома секундами. Воно не впливає на швидкість приготування їжі. Тому не варто намагатися заощадити час на закипанні, краще почати суворо дотримуватися законів кулінарії. Щоб страва вийшла смачною, її потрібно солити у певний час. Ось чому солона вода закипає швидше далеко не завжди!