Представьте себе чайник на огне газовой плиты. Когда вода закипает, мы резко выключаем газ. В этот момент кратковременно из носика вырывается облачко пара. Как можно объяснить это явление?

Рисунок © Е.В.

Когда газовая плита работает, то продукты горения поднимаются вверх, огибают чайник или кастрюлю и снова смыкаются. Получается эдакий прозрачный «кокон», оболочка из горячих газов, которая укутывает не только сам чайник, но и небольшое количество горячего воздуха над ним. Этот горячий и насыщенный водяными парами воздух не может пройти сквозь оболочку, застаивается.

Как только выключается газ, эта оболочка пропадает. Пар, бывший взаперти, высвобождается, входит в контакт с более холодным воздухом, его температура падает, но концентрация пара не изменяется, и потому пар резко конденсируется в виде мелких капелек. Это облачко мы и замечаем.

Ответил: Игорь Иванов


34
Показать комментарии (34)
Свернуть комментарии (34)

  • evgeny  | 25.11.2005 | 08:39 Ответить
    Интересно, где израильский ребенок мог увидеть чайник на газовой плите?
    Ответить
  • Гена  | 25.11.2005 | 09:21 Ответить
    Я,когда спрашивал,сказал,что это вопрос моего детства,а это было тридцать лет тому назад.
    Ответить
    • editor > Гена | 25.11.2005 | 13:28 Ответить
      Ну, вопрос и так получился довольно длинным... Спасибо за вопрос, его дополнительное обсуждение см. в блогах: http://elementy.ru/blogs/users/editor/853/#1814

      Евгений, кстати, "Элементы" читают далеко не только в Израиле, а у нас в Москве газовые плиты -- отнюдь не экзотика.
      Ответить
  • lev  | 25.11.2005 | 16:42 Ответить
    Такое объяснение было бы правильным полностью,но:
    много раз наблюдал на своем чайнике, как в момент выключения
    спокойная до того крышка весело подпрыгивает...
    Ответить
  • Евгения Львовна  | 29.11.2005 | 00:23 Ответить
    Я такое замечаю, если в процессе жарки (лука, котлет) резко уменьшить огонь под сковородой, над ней вдруг появляется пар. Никогда не догадывалась, отчего это.
    Ответить
  • kleon  | 26.12.2005 | 05:37 Ответить
    Рекомендую провести эксперимент. Закройте дырку в носике чайника пробкой от винной бутылки (натуральной, не пластмассовой) и помотрите результат. Если облако пара появится, автор ответа - прав. Если нет - то, увы...
    Ответить
  • Agunamezeusu  | 02.02.2006 | 17:33 Ответить
    Ребят, у вас типичная подмена понятий. Дело в том, что в быту часто паром называют то, что по сути им не является. В лучшем случае, то, что вырывается из носика чайника после выключения, можно назвать "облачко конденсированного пара", а на самом деле это лучше назвать туманом - это облако (аэрозоль) мелких капелек воды. Всё сказанное о "коконе" справедливо. Хочу отметить, что струя пара при большом напоре, достаточном для "прорыва" "кокона", конденсируется в струю такого вот тумана. (ситуация когда чайник бурно кипит на большом огне).
    Ответить
  • shitov  | 11.02.2006 | 17:11 Ответить
    Когда газовая плита работает, в чайнике происходит конвекция смеси вода плюс пар. Когда нагретая смесь достигает поверхности воды, часть пара уходит в воздух. Вода с меньшим количеством пара погружается вниз.
    Отключаем газ - парообразование и конвекция прекращаются. Часть воды с большим количеством пара остается наверху. Весь пар из нее быстро уходит в воздух. Т.е. выход пара на какое-то время быстро возрастает. Поэтому и крышка чайника подпрыгивает в момент отключения газа.
    Ответить
    • mik736 > shitov | 23.04.2011 | 20:54 Ответить
      Это правдоподобно. Надо провести эксперимент. Из стеклянной трубки, наполненной водой, сделать барометр. Испортить крышку чайника - дополнительным отверстием для подключения барометра через резиновую трубку. Наблюдать изменение давления. Собственно крышка, которая подпрыгивает - это барометр.
      Ответить
  • H_N  | 02.05.2006 | 14:30 Ответить
    Причину возникновения 'форсажного' выброса дополнительного облачка пара из носика чайника при резком выключении газа следует, imho, связывать с характером сгорания остатков газа при резком его перекрытии. Остатки газа сгорают взрывообразно. Опуская рассмотрение причины микровзрыва, можно предположить, что в процессе взрыва значительно возрастает температура газов, и ко дну и стенкам чайника подводится дополнительное тепло, вызывающее, в свою очередь, кратковременный всплеск интенсивности парообразования у дна и стенок чайника (сосуда). При этом уровень кипящей воды поднимается и выталкивает из-под крышки и через носик дополнительный объём пара.
    Ответить
    • Cheng > H_N | 12.08.2006 | 01:53 Ответить
      да я думаю так, и происходит, поэкспериментировал с зажигалкой, после того как отпускаешь палец, огонь резко возрастает.
      Ответить
      • Roma29741 > Cheng | 11.11.2006 | 07:07 Ответить
        Тоже самое происходит когда заканчивается бензин. Машина или бензопила делает рывок и встает. Быть может это как в электротехнике вкл.(выкл.) сопровождается броском тока.
        Ответить
    • mik736 > H_N | 23.04.2011 | 20:56 Ответить
      Пламя при выключении не вспыхивает. Пронаблюдайте.
      Ответить
  • Hibernate  | 29.07.2006 | 22:13 Ответить
    Я думаю, что все еще проще: пар из носика выходит постоянно. Просто пока вокруг чайника поднимается теплый воздух от сгорания газа, то пар не конденсируется и мы его не видим. Газ выключили - пар из носика попадает в холодный воздух - пар сконденсировался и мы его увидели. А прекращение выхода пара может объясняться тем, что газ-то выключили и соответственно парообразование прекратилось.
    Ответить
    • VIK_for_Zp > Hibernate | 07.08.2006 | 18:55 Ответить
      А ведь это само правильное объяснение из всех опубликованных.
      Ответить
      • © > VIK_for_Zp | 10.08.2006 | 16:07 Ответить
        Полностью с Вами согласен.
        Мне так в детстве учитель физики объяснял.
        Думаю, что это правильное мнение.
        Ответить
      • Nikita > VIK_for_Zp | 08.12.2006 | 17:46 Ответить
        Так трудно объясняить, увеличение количества пара над кастрюлей с кипящей водой, при выключении огня. Пар ведь поднимается над кастрюлей, а не сбоку, как в случае чайника.
        Ответить
    • Antri > Hibernate | 19.04.2007 | 20:00 Ответить
      Да причём тут конденсация, когда даже на слух слышно резкое вскипание после отключения!
      Ответить
    • mik736 > Hibernate | 23.04.2011 | 20:57 Ответить
      А почему крышка чайника подпрыгивает?
      Ответить
  • 00000  | 18.09.2006 | 20:34 Ответить
    Как много общего между мужчиной и чайником.
    Ответить
    • mik736 > 00000 | 23.04.2011 | 20:59 Ответить
      Да, мужчина - чайник, а женщина - кастрюля.
      Ответить
  • evgeny.borzenkov  | 14.04.2007 | 18:48 Ответить
    Я думаю вы забыли про самый простой вариант :) Посмотрите - когда чайник кипит - на воде образуется много пузырьков, когда мы выключаем чайник - они лопаются - ВСЕ. и поэтому выходит больше пара. Но почитав ваши варианты - я прихожу ко мнению, что причина - это совокупность всех перечисленных факторов.
    Ответить
  • Михаил Винниченко  | 30.08.2007 | 13:38 Ответить
    Предлагаю еще одну версию.
    Во время кипения воды в чайнике (есть носик, площадь сечения
    которого много меньше открытой поверхности воды) давление внутри
    чайника больше атмосферного (иначе пар не выходил бы из носика)
    и может достигать (в зависимости от конструкции чайника
    и величины потока тепла, подводимого к воде) значительных величин.
    В результате температура кипения воды выше, чем была бы при давлении, равном атмосферному в месте, где стоит чайник. (Можно рассчитать её).
    Когда прекращается подвод тепла (выключили газ), кипение на время выравнивания давлений прекращается, при этом температура воды оказывается выше температуры кипения при атмосферном давлении (вода оказывается перегретой) и она вновь вскипает, сбрасывая избыток тепла в виде облачка пара.
    Ответить
    • Kandid > Михаил Винниченко | 21.09.2008 | 14:46 Ответить
      Ха! Наконец-то! Я уж думал, что о давлении никто и не вспомнит.
      Странно вот что. Совершенно бытовая ситуация. Взрослый человек, имеющий хоть какую-то привычку к любознательным наблюдениям многократно должен был бы замечать, что дело не в конденсации пара, а в резком вскипании воды внутри чайника. Однако ...
      Ответить
  • Глаголев  | 23.12.2007 | 22:35 Ответить
    Внутри чайника вследствие получения дополнительной энергии на парообразование часть горячей воды переходит в пар (полезно освежить базовые понятия - температура и энергия парообразования).
    При горении конфорки вокруг чайника возникает тепловой кокон, который захватывает пар с собой и уносит вверх, причем характеристики этого горячего воздуха таковы, что пар в нем не конденсируется, а успевает распределиться по объему(смотри так же парциальное давление газов).
    При выключении конфорки вследствие некоторой инерционности процесса часть жидкости успевает перейти в пар, но при этом уже отсутствует окружающий чайник тепловой кокон, пар остывает и проходит через так называемую точку росы(одно из важных физических понятий воздуха, так же на любом метеорологическом сайте помимо давления, температуры и влажности воздуха публикуют температуру точки росы) и пар конденсируется.
    Интенсивность парообразования зависит от температуры точки росы-чем ниже температура точки росы (она зависит в том числе и от температуры воздуха, но это не линейная зависимость), тем более быстро образуется и более явно будет видно облачко пара(вспомним про дыхание зимой и летом, пары влаги в выдохе присутствуют всегда, пар виден только в холодную погоду)
    Ответить
  • volypok  | 29.07.2008 | 14:08 Ответить
    нечто подобное происходит при подогреве воды в микроволновой печке - вода вскипает (иногда весьма интенсивно) когда открываешь крышку или достаешь стакан из печки.
    Ответить
  • ssm  | 01.09.2009 | 09:11 Ответить
    Вот у меня был случай с чайником, вот это случай!
    Вообщем, чайник стеклянный был с широким днищем и сферически сужающимся к верху, с пластмассовой крышкой, которая слегка с упором закрывалась, просто так не выпадет если перевернуть чайник. Так вот, помыл этот чайник моющим средством, налил где-то на половину чайника воды и поставил на газ, а сам пошел в другую комнату по своим вопросам, и вдруг слышу "бах" какой-то, захожу на кухню, а там картина такая: на полу пластмассовая крышка лежит, стены и плита в воде, в чайнике осталось меньше воды чем было.
    Чтобы вас не томить ответом что же произошло, сообщу, что я и сам сразу не понял. Прошло месяца три-четыре, пока я случайно не заметил из-за чего это могло произойти. Когда вода в чайнике кипит, то нижняя часть тепла забирается водой, но стенки чайника не заканчиваются на воде, а идут выше, и вот как раз в этом и весь фокус. Стенки нагреваются не одинаково, верхняя часть чайника всегда горячее нижней, и вот кульминация эффекта - когда совпали кипятковые пузыры, они схлопнулись вместе и создался большой пузырь, который волной бросил воду на горячие стенки стекла, это вода сразу перешла в пар, создалось большое давление и крышку выбросило. Я тогда подумал об оружии, работающем по такому принципу, где вместо пороха работа паров будет толкать пулю/снаряд и т.п. Патрон в виде стеклянной капсулы, в ней вода, стенки участка ствола из меди, медь разогревается до нужной температуры, потом нажатием курка лопается стекло и воды попадает на стенки горячей меди, вода сразу в перенасыщенные пары и толкает пулю/снаряд.
    Ответить
    • mik736 > ssm | 23.04.2011 | 21:04 Ответить
      Так вскипают обезгаженные жидкости. Для опытов по химии выпаривали мочу. Она взрывалась, но не кипела.
      Ответить
  • djanubis  | 28.09.2009 | 16:53 Ответить
    Детские вопросы...начали аэрозолем, кончили теорией микровзрывов. Почитал бы это мой ребёнок в возрасте 6-7 лет. Люди, вы хоть понимаете что тут делается упор на простоту, хотите казатся умными - выпустите новый учебник по физике для школ или что...
    Ответить
  • oloegoreh  | 17.05.2011 | 19:10 Ответить
    А у моего чайника газ выходит когда плита работает.
    Ответить
  • orangetree  | 20.01.2013 | 00:58 Ответить
    Блин. это старая задача и "тепловой кокон" здесь совершенно ни причем. Можно надеть на носик шланг и вывести его куда угодно - эфект тот же.
    Дело в том что на газу вода не лежит на дне , а как бы висит на паровой подушке, она просто не может соприкасаться со дном так как дно >100 градусов, так капля бегает например по утюгу. Газ выключаем - подушка схлопывается - вот вам и пар. Учите мат часть)))
    Ответить
  • Алексей Архиповский  | 04.06.2013 | 15:32 Ответить
    Чтоб собрать ВСЕ факторы, действительно надо прочесть почти все комменты. А ещё забавно- читаю ответ на второй вопрос (первый был про самолёт) и второй раз основной ответ неправильный.
    Ответить
  • Гена  | 10.10.2013 | 09:22 Ответить
    А вообще, я доволен! Восемь лет(8!)идёт обсуждение простенького "детского" вопроса, который я имел наглость задать. Кто-нибудь запросто мог бы на эту тему докторскую написать и защитить, и, всё равно, вопросы бы остались. Это тот самый пример, когда, казалось бы, суперпростое на поверку оказывается архисложным. И динозавры от науки имеют возможность поразмять мозги! А самый прикол в том, что при работе с электрочайником наблюдается то же самое явление, когда ТЭН внутри, и никакого кокона в принципе быть не может! Доктора наук! Вперёд, по новому кругу!
    Ответить
    • Ветер-с-гор > Гена | 29.08.2014 | 16:00 Ответить
      Гена, тута я, тута! Тебе нужен ответ на мучащий тебя с детства вопрос, так их есть у меня! Смотри Гена, в чём прикол: конечно же дело ни в каком ни в коконе из горячего воздуха и продуктов горения газа, а процессах кипения, которые происходят в самом чайнике, вернее в толще воды! А теперь напрягись: когда вода кипит постоянно, то всё и под поверхностью и над поверхностью воды и за носиком чайника ...сбалансировано и довольно тонко, т.е. мулыметр у в мулыметр! Но вот любопытный Гена выключил газ...но процесс кипения резко не прекращается, а идёт на убыл постепенно, пузыри на дне чайника всё возникают, но их все меньше и меньше, давление под крышкой падает и в косик чайника заходит холодный воздух и как бы запирает отверстие, но пар все ещё поступает и холодный воздух постепенно нагревается и открывает выход пару! Это как небольшой хлопок! Вероятно процесс мог бы повторится, но, скорее всего, сил на это уже нет!
      Ответить
Написать комментарий

Другие вопросы


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»