Если вы погрузите бутылку с водой в кипящую кастрюлю с водой, почему вода внутри бутылки тоже не закипит?

Чтобы разобраться, почему это происходит, нужно подумать, что такое кипячение и как оно работает.

Как вы знаете, вода в котелке закипает, потому что пламя подняло ее температуру выше точки кипения. Это требовало чистой передачи тепла от пламени через котел к воде в горшке. Почему тепло течет в этом направлении? Потому что пламя горячее, чем вода в кастрюле, даже когда вода начинает кипеть ($T_{flame} > T_{boil}$)

Теперь подумайте о воде в бутылке. Единственный способ получить тепло — через воду в кастрюле. Пока температура воды в кастрюле,$T_{pot}$, меньше чем$T_{boil}$, он все еще жидкий и передает некоторое количество тепла воде в бутылке. Вода в кастрюле закипает при$T_{boil}$, и больше не может эффективно передавать тепло воде в бутылке.

Это фактически означает, что температура воды в бутылке ограничена до максимальной температуры чуть ниже$T_{boil}$, и именно поэтому он никогда не кипит.

Другой способ представить это так: для передачи тепла должна существовать разница температур. Так как максимально возможная температура воды в кастрюле$T_{boil}$, температура воды в бутылке никогда не может превышать это значение.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Еще одним фактором, который следует учитывать, является низкая проводимость стекла, что означает, что для пропускания небольшого теплового потока требуется большая разница температур.

Когда вода закипает, если сначала нагревается до 212, нагревается со скоростью столько-то градусов на столько-то БТЕ. Но когда он достигает 212, он замедляется. В воду уходит на тонну больше тепловой энергии без увеличения ее температуры. Дополнительная энергия накапливается до ФАЗОВОГО ИЗМЕНЕНИЯ. Я забыл необходимое количество, но есть несколько минут паузы, пока он готовится перейти на пар. Он накапливает дополнительную энергию без изменения температуры. Вместо этого он меняет фазу. Наконец молекулы воды накопили достаточно энергии, чтобы выпрыгнуть из горшка.

Таким образом, второй котел может легко нагреться до 212, потому что вода в первом котле имеет температуру 212, но она не может перейти к фазовому переходу, она не может достичь стадии кипения, потому что вода, соприкасающаяся с ней с другой стороны стекло никогда не превысит 212; лишняя энергия горелки захватывается первой водой, превращая ее в пар. Второй банк фактически «заблокирован».

Это как раз и свидетельствует о том, что вода холоднее 100С. Он кипит только потому, что соприкасается с дном, температура которого может быть выше 100°С. Но остальная поверхность горшка намного холоднее, а содержимое (вода) представляет собой непрерывный градиент падения температуры от горячего дна к холодным стенкам и крыше (вы используете крышку?)

Картинка с http://microondeeultrasuoni.wordpress.com демонстрирует, как ваша "бутылка" плавает выше дна при температуре 100°C. Что вы хотите, чтобы кипячение при этой, более низкой, температуре?