Как вскипятить половину воды в стакане?
Леонид Свистов
«Квантик» №8, 2025
Давайте вооружимся фотоаппаратом, стеклянным стаканом и кипятильником. Опустим маломощный кипятильник на некоторую глубину и включим его в розетку.
Конечно, этот эксперимент нужно делать вместе со взрослыми.
На фото 1 и 2 мы видим воду по мере разогрева. В верхней части обоих стаканов вода очень горячая, кипяток. В нижней — вода не согрелась. Граница между холодной и горячей водой хорошо видна на фотографиях. Обратите внимание, что изображение окна и стула за стаканом вблизи границы искажено, поскольку оптические свойства воды сильно зависят от температуры.
В чём дело, почему вода в нижней части стакана не согрелась? Это связано с тем, что теплопроводность воды низкая и теплопередача в воде происходит с помощью перемешивания воды, называемого конвекцией. Когда лёгкая горячая вода наверху, а тяжёлая холодная внизу, потоки горячей воды в нижней части сосуда отсутствуют. Это хорошо видно на фото 3, сделанном после выключения кипятильника. Граница между горячей и холодной водой выглядит невозмущённой, а книги за стаканом — помятыми.
Возвращаясь к расследованию истории Конька-Горбунка1, мы нарисовали форму котла, которую мог бы использовать хитрый конёк, чтобы купание в нём быстрого и смелого Иванушки было не опасно для здоровья, а пожилым злым царям противопоказано.
Художник Мария Усеинова
1 См. статью Л. Свистова «Фотографии кипения воды» в «Квантике» №5 за 2025 год.
Фото 3. Фото: Леонид Свистов