Я провел эксперимент, в котором я вскипятил две чашки (500 мл) воды в чайнике, и мне потребовалось 1:30 минуты, чтобы достичь в среднем около 98 ° C. Однако, когда я вскипятил 4 чашки воды (1 л), мне потребовалось всего 2:30 минуты, хотя я ожидал, что это будет 3:00 минуты. Означает ли это, что чем больше воды я кипячу, тем быстрее она достигает 100°С (пропорционально ее объему, конечно)? Используемый чайник и термометр сначала охлаждали, а затем кипятили другую порцию воды с температурой 24,5 °C, и я провел несколько испытаний.
Можете ли вы сказать мне причину этого? И есть ли уравнение, которое я могу использовать, чтобы выяснить, например, сколько времени потребуется, чтобы вскипятить 6 чашек?
Удвоение количества воды не требует удвоения времени для нагревания, поскольку, хотя необходимая энергия действительно удваивается, потери из-за испарения и излучения от котла должны быть примерно постоянными.
Вы можете построить график времени, необходимого для закипания заданного количества воды, и попытаться вписать в него функцию. С двумя точками данных вы можете построить прямую линию, соответствующую линейному росту, хотя я не ожидаю, что это будет хорошо. Попробуйте также провести измерения с 1 и 3 чашками. Затем у вас будет больше данных, и вы увидите, какая функция лучше всего соответствует этим данным. Таким образом, вы можете экстраполировать на более высокие суммы.
Самое простое объяснение, которое я еще не видел в другом ответе, заключается в следующем:
Хотя теплоемкость воды очень велика, ваш чайник тоже обладает теплоемкостью, и его части, соприкасающиеся с водой, также необходимо нагревать. Сам нагревательный элемент нужно нагреть до еще большей температуры, чтобы вода достигла в среднем температуры 98 градусов по Цельсию.
Просто потому, что скорость потока тепла немного увеличилась, когда вы добавили больше воды:
Тепло очень быстро передается чайнику (который, я полагаю, сделан из металла), так как металл является хорошим проводником тепла. Воздух — плохой проводник, поэтому тепло не поступает в воду через воздух. Вода является худшим проводником тепла, чем металл (у нее также есть неприятная привычка поглощать тепло, а не передавать его). Это означает, что металл отдает воде много тепла, а вода поглощает его относительно медленнее. Кроме того, вода может получать тепло только непосредственно от металла. Так, увеличение площади поверхности воды, соприкасающейся с металлом, увеличивает скорость поглощения тепла (и эффективность поглощения; при исходной системе будет нагреваться только вода у нижней поверхности, а пониженный температурный градиент еще больше замедлится поглощение тепла до тех пор, пока тепло не распространяется). Поскольку "
Я регулярно использую кипяток в качестве таймера. Утром я первым делом ставлю чайник со свистком на вскипание, затем иду в ванную, чтобы почистить зубы и умыться. Я знаю, что если я поставлю в кастрюлю 3 чашки, у меня будет примерно шесть минут, чтобы помыть посуду; если я использую 4 чашки, у меня есть 8 минут. Итак, около 2 минут на стакан воды. (Я всегда меряю воду чашкой, добавляя ее в чайник, потому что мне нравится, когда мой чай имеет постоянную крепость.)
Общее правило, по-видимому, справедливо и для открытой кастрюли. Мне часто приходится кипятить одну чашку воды для рецепта; это занимает две минуты.
Кажется, неважно, зима сейчас или лето. Мой дом находится очень близко к уровню моря.
Причина, по которой я знаю, сколько времени это занимает, заключается в том, что мне трудно отойти от открытого горшка с водой и забыть о нем, поскольку у него нет свистка. Поэтому я начал устанавливать таймер плиты, когда поставил большую кастрюлю с водой для макарон.
Причина, по которой я нашел свой путь сюда, заключается в том, что мой парень начал делать тофу с нуля, что включает в себя доведение сырого соевого молока до кипения, а затем выдерживание его при кипячении в течение 30 минут. Соевое молоко легко пригорает и прилипает. Поэтому я рекомендовал пароварку. Он делает очень большие партии. Итак, он пытается вскипятить 2 галлона соевого молока во внешней кастрюле емкостью 4 галлона. Он очень долго стоял, ожидая, пока она закипит, а потом потерял терпение и остановил эксперимент через 50 минут.
Но я подсчитал, что для закипания соевого молока, вероятно, потребуется более 90 минут, основываясь на моем правиле 2 минут на одну чашку, потому что он знает, что налил один галлон воды во внешнюю кастрюлю. Мой расчет: 16 чашек на галлон = 48 чашек x 2 минуты на чашку = 96 минут. Это может сильно отличаться, так как я не знаю, как установка пароварки влияет на время, которое требуется, и у меня нет опыта работы с этими большими объемами. (Я предполагаю , что соевое молоко в конечном итоге будет кипеть в пароварке, но мне не удалось найти никаких доказательств этого в Интернете.)
В ожидании дополнительных ответов и данных я отправил ему термометр. :)
Когда вы нагреваете воду, она испаряется. Измерьте свои 4 чашки после того, как они достигли желаемой температуры для вашего эксперимента, и посмотрите, остался ли у вас тот же объем. 🤙🏻
Ханна Андерсен
Манишерх