какая вода испаряется быстрее соленая или пресная
Что быстрее испаряется, соленая или пресная вода?
Пресная вода должна испаряться быстрее соленой, потому что испарение пропорционально поверхности раздела жидкости и воздуха, а у соленой воды часть этой поверхности занята ионами растворенной соли, которые мешают молекулам воды испаряться. В пользу этого говорит известный факт: температура кипения соленой воды выше, чем у пресной. По той же самой причине.
Конечно, как отметил il63 солёная вода кипит при более высокой температуре. Поэтому, чем выше температура, тем быстрее испаряется вода из раствора. А раствор становится более насыщенным и из него быстрее испаряется вода, а остаётся соль. Поэтому солёная вода высохнет быстрее, чем пресная вода. Это если у солёной воды будет температура выше. Но вопрос интересен тем- а какая вода может набирать более высокую температуру, например, на солнце. Так что, думаю, вопрос нуждается в экспериментальной проверке.
Вообще концентрацию, «крепость» водки производят с помощью спиртометра или ареометра..
Приборчик опускают в раствор и по шкале смотрят..
Принцип основан на законе Архимеда..
Если нет такого прибора, то можно налить в мерную посуду например литр и взвесить..
А потом взвесить мерную посуду пустую..
Потом решаем систему линейных алгебраических уравнений:
r1,r2- плотности спирта, воды соответственно
Находим отсюда объём спирта V1..
Отношение V1/V* 100% и есть объёмная концентрация спирта..
Этот способ может дать очень точные показания, если взять химическую мерную посуду и точные весы..
Первый случай. Лед плавает в воде при нулевой температуре, система очень хорошо термоизолирована, в сосуде плотная крышка, вода не испаряется. Такое положение называется безразличным равновесием. То есть лед не тает, вода не замерзает.
Третий случай. Лед и вода в кастрюле находятся в условиях, когда тепловая энергия передается от кастрюли, воды и льда наружу. Например, кастрюлю выставили зимой на холод (температура ниже нуля) или поставили в морозильную камеру. В этом случае вода будет замерзать, но если содержимое перемешивать, то температура еще не замерзшей воды, как и льда, будет по-прежнему нулевой. После замерзания всей воды в кастрюле температура льда в ней начнет понижаться, пока не станет равной температуре окружающего воздуха.
Ускоряет ли соль кипение воды и другие мифы о пузырьках
Почему варить пасту в Гималаях вы будете вечно? Правда ли, что лучше кипятить холодную воду, а не горячую? Всю правду о кипении нам рассказал основатель телеграм-канала Food and Science Всеволод Остахнович.
Иногда такая простая вещь, как кастрюля с водой, может преподнести неожиданно много проблем. Особенно, если вы выльете её кому-то на голову зимой в Оймяконе. Шутки шутками, но не зря же говорят про плохого повара, что он даже воду вскипятить не может.
Вся правда об испарении
В обычном состоянии молекулы воды связаны друг с другом. Лишь самые быстрые из них, чья энергия выше остальных, умудряются улетать из кастрюли. Это называется испарение. Оно, кстати, происходит не только с поверхности, но и в объеме жидкости.
Вода всегда содержит в себе растворенный воздух. В результате увеличения температуры его растворимость уменьшается, и он стремится наверх. Когда его давление становится равно или выше атмосферного давления, происходит кипение. И мы видим, как десятки, а затем сотни маленьких пузырьков устремляются наверх.
Обычно вода кипит при температуре 100 °С. Но это «обычно» для каждого своё. В Гималаях, например, вода кипит при 70 °С. Пониженное атмосферное давление в горах означает, что молекулам воды нужно меньше энергии, т.е. тепла, чтобы испариться. Поэтому пытаться размягчить бобы или отварить пасту на высоте – медленное самоубийство.
Но если вы взяли с собой скороварку, то вы снова в игре. Ни одна приличная горная семья не обходится без этого устройства. Принцип его работы прост: герметичная крышка не позволяет образовавшемуся пару ускользнуть. Оставаясь внутри, он увеличивает давление на жидкость, поэтому молекулам нужно больше энергии, чтобы закипеть. Так средняя скороварка или автоклав, который работает по той же схеме, в среднем увеличивает температуру закипания воды на 20 °С. Независимо от того, готовите вы свое рагу в горах, на плато или в пещере.
Таким образом, температура кипения воды определяется давлением окружающей среды. Чем оно ниже, тем при более низкой температуре закипает жидкость, и наоборот. Кстати, профессиональные повара, путешествуя по миру со своими блюдами, всегда делают поправку на высоту над уровнем моря.
Вам крышка
Идею с созданием внутреннего давления можно использовать, даже когда хочешь просто вскипятить воды летом. Обычная крышка на кастрюле позволит вам помыться немного быстрее – с ней вода будет горячее в среднем на 12 °С.
Но не всё так просто. Вселенной есть, чем удивить вас, уважаемые повара. Допустим, вы решили сварганить рагу в духовом шкафу. Выставляем температуру на 140 °С, засовываем гусятницу внутрь, сидим и спокойно наслаждаемся воскресным утром на кухне. В конце концом, температура внутри блюда должна дойти до 100 °С, верно? Нет. Все дело в испарительном охлаждении. Молекулам при испарении требуется огромное количество энергии, которую они попросту забирают у самой жидкости, охлаждая её. Поэтому рагу в открытой посуде в духовке дойдет примерно до 85 °С. Но есть и хорошие новости: это оптимальная температура для приготовления такого блюда.
Мифы о кипячении
1. Холодная вода закипает быстрее горячей
Абсолютно неверно. Скорость нагревания зависит от разницы начальной температуры и окружающей (например, огня конфорки), поэтому холодной воде сначала нужно добрать градусов для разогрева, а значит она будет закипать дольше.
Но всё равно лучше использовать холодную воду, поскольку в ней содержится меньше растворенных солей из муниципальных труб и посторонних ароматов.
2. Соль повышает температуру кипения
В принципе, да, но на кухне этим значением в доли градуса можно пренебречь. Чтобы повысить температуру на один градус по Цельсию, необходимо будет растворить больше 100 граммов соли. А это означает очень соленые пельмени.
«Но, погодите, я же сам видел, как вода начинает активнее бурлить, если подкинуть немного соли перед её закипанием. Значит, всё-таки есть какой-то эффект?». Есть, но только не реальный эффект, а его видимость. Внутри любого сотейника всегда есть какие-то царапинки. Именно эти неровности становятся местом зарождения пузыриков. По-научному, местами нуклеации или начальными зародышами паровой фазы. Кристаллы соли, попадая в воду, формируют сотни таких участков, которые и позволяют пузырькам быстрее убегать, создавая иллюзию мгновенного закипания.
То же самое происходит и в бокале шампанского. Тоненький ручеек, который мы так часто видим, льющимся со дна бокала – это 100% какая-то микроскопическая песчинка или неоднородность. Хотя всегда остаётся шанс, что вы просто решили вскипятить свой аперитив.
3. Кстати, об алкоголе. Говорят, что он полностью улетучивается при приготовлении
Да, температура его кипения 78 °С, поэтому многие предполагают, что он испарится раньше, чем закипит вода. Но это неверно, ведь он разбавлен в вашем блюде, смеси не ведут себя также, как чистые вещества. Даже после трёх часов на огне при температуре свыше 80 °С, около 5% алкоголя всё же останется. А если блюдо готовить в узком и высоком сотейнике при низкой температуре с закрытой крышкой, то содержание алкоголя в финале может повыситься до 49%. Хотя, надеюсь, что это не ваш стиль готовки.
4. Кипятить одну и ту же воду в чайнике дважды нельзя, потому что образуется тяжёлая вода
Этот миф из советского ядерного прошлого. Что же такое тяжёлая вода? Это вода, в состав которой входит дейтерий — тяжёлый водород — из-за чего её так и назвали. Получается она при электролизе, т.е. при прохождении через неё тока.
Открыта была в 1932 году, кому-то принесла Нобелевскую премию, использовалась в ядерных реакторах. Возможно, эта связь именно отсюда.
Но чтобы получить 1 литр тяжёлой воды, в чайник нужно будет налить 2,1•10 в 30 степени тонн воды. Это в 300 миллионов раз превышает массу Земли.
Нелогичная наука
Когда уже кажется, что всё понятно, на сцену выходит эффект Лейденфроста. Несмотря на «холодную» фамилию, вклад Иоганна Готлоба связан с нагретыми поверхностями.
Благодаря его «Трактату о некоторых свойствах обыкновенной воды» на свет появился однофамильный эффект Лейденфроста. Оказывается, если капля воды попадет на очень горячую поверхность, то пар, который незамедлительно образуется, окутает её, буквально поднимет над поверхностью и будет катать по всей сковороде.
Самое интересное, что, несмотря на температуру, такая капля будет испаряться дольше своих более холодных собратьев, потому что пар будет выступать изолятором и ограждать этот кусочек воды от накаленной поверхности. Чудеса в сковороде!
Особенно круто этот эффект работает в паре с молоком. Налейте его слишком рано, и вам обеспечен слой пригоревших белков, но стоит разогреть сотейник посильнее, и эффект Лейденфроста поможет молоку не пригореть. И ваша гречневая каша будет радовать вас еще неделю.
Какая вода испаряется быстрее соленая или пресная
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования.На планетеЗемля существует много видов воды. Различные виды воды имеют разный состав и свойства.
По концентрации растворенных солевых частиц вода бывает: жесткая или мягкая, пресная, морская, минеральная природная и дистиллированная.
В природе вода постоянно испаряется с поверхности морей, рек, озёр, почвы. Процесс испарения воды активно используется человеком в промышленности. Так, например, изменение технологии производства с учетом физических и химических свойств морской воды позволяет применять ее в качестве полезного компонента. Поэтому проведение исследований в данном направлении является актуальным.
Суть проблемы. Настоящая работа посвящена изучению влияния наличия примесей в воде на скорость ее испарения.
Гипотеза заключается в предположении о том, что скорость испарения воды, имеющей различные примеси (различный химический состав), будет различной.
Цели и задачи исследования.
Цель работы– исследовать скорость испарения дистиллированной воды и некоторых природных водоемов Архангельской области.
Работа посвящена решению следующих задач:
1. Изучить литературу по теме работы.
2. Определить скорость испарения дистиллированной воды.
3. Определить скорость испарения воды природных водоемов: морской и озерной.
4. Провести анализ полученных данных.
5. Выявить причины, влияющие на скорость испарения воды с различными примесями, находящейся при одинаковых внешних условиях.
Краткий обзор используемой литературы и источников.
Автором изучены основные источники литературы по проблеме, проведен обзор учебной литературы.
Процесс испарения и факторы, влияющие на этот процесс, изучены достаточно полно. Однако анализ литературы показал, что большинство исследований посвящено вопросам испарения чистых жидкостей.
Личный вклад автора в исследование.
Автором осуществлен информационный поиск по теме работы, изучение теоретического материала о процессе испарения, забор проб воды, проведение исследований, обработка результатов и их обобщение.
ГЛАВА I.ПРОЦЕСС ИСПАРЕНИЯ
Испарение – физический процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное.
Рисунок 1 Процесс испарения жидкости
Поскольку силы молекулярного взаимодействия зависят от природы молекул, скорость испарения зависит от рода жидкости. То есть, все жидкости испаряются, но с разной скоростью.
ГЛАВА II.ОТБОР ПРОБ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для исследования скорости испарения воды были взяты пробы дистиллированной воды и пробы из двух природных водоемов Архангельской области: морской воды (Белое море) и озерной воды (озеро Лахта).
Рисунок 2 Дистиллированная вода
Природная вода никогда не бывает химически чистой. Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, разделяющимися на группы по их биологическим и физико-химическим свойствам. Воды открытых водоемов загрязнены гумусовыми веществами — сложными органическими соединениями, а также микроорганизмами, простейшими организмами, водорослями и др. Органические вещества — продукты частичного распада мертвых растений и животных, выделения водных животных и растений, гуминовые кислоты и другие органические вещества, вымываемые из почвы, почти всегда присутствуют в природных водах. По своей природе примеси воды подразделяются на минеральные и органические [2, 3].
Морскую воду часто называют соленой. В химическом составе морской воды содержатся такие элементы как калий, кальций, кислород, водород, углерод, магний, йод, хлор, фтор, бром, сера, бор, стронций, натрий, кремний и другие. Морская вода имеет постоянный химический состав. Она содержит все жизненно важные элементы. В морской воде постоянно высокое содержание кислорода. Содержание углекислого газа, органических веществ в воде, азота и фосфора низкое [1]. Пробы морской воды были взяты из Белого моря (рисунок 3). Белое море – внутреннее море на севере европейской части России, относится к Северному Ледовитому океану. Соленость морской воды связана с гидрологическим режимом. Большой приток речных вод и незначительный обмен с Баренцевым морем привели к сравнительно низкой солёности поверхностных вод моря.
Рисунок 3 Белое море
Рисунок 4 Озеро Лахта
Озерная вода — пресная вода, противоположность морской воды. В озерной воде соли содержатся в минимальных количествах. Пробы озерной воды были взяты из озера Лахта Приморского района Архангельской области (рисунки 4, 5).
Рисунок 5 Озеро Лахта на карте
Исследование скорости испарения проб воды проводились в домашних условиях. Использовали следующие материалы и средства измерения:
Мензурка объемом 100 мл.
Пластиковый сосуд – 3 шт.
Методика исследований
Объем воды измеряли при помощи мензурки (рисунок 6). В три пластиковых сосуда переливали по 25 мл воды морской, озерной и дистиллированной соответственно. Для каждого вида проб использовали чистую мензурку.
Таким образом, получилось три образца соответственно с морской, озерной и дистиллированной водой.
Рисунок 6 Мензурка с водой
Три одинаковых пластиковых сосуда(с одной и той же площадью основания и одним и тем же объемом) поместили в одинаковые условия, то есть пробы воды находились в помещении при одинаковой температуре и давлении (рисунок 7).
Рисунок 7 Подготовка к исследованию
Затем зафиксировали дату и время начала исследования. Периодически наблюдали за понижением уровня воды в пластиковых сосудах. При полном испарении воды фиксировали дату и время.
Исходя из условия, что вся масса испаряющейся жидкости идёт на парообразование, скорость испарения cо свободной поверхности жидкости определялась согласно выражению [5]:
Результаты по определению скорости испарения воды представлены в таблице 1.
Таблица 1 Скорость испарения воды
испарился весь объем воды, ч
Вопрос к физикам
Дубликаты не найдены
Зачем вы пытаетесь на глазок прикинуть то, что надо проверять с числами и калькулятором?
Пусть у нас литр воды и 15 грамм соли. Что бы нагреть литр чистой воды от 20 до 100 градусов понадобится: 4200*80=336 (кДж) тепла. Прикинем сколько нам понадобится тепла, что бы нагреть литр воды, в которой растворили 15 грамм соли. Лезем в таблицу и смотрим, что 1,5% раствор хлорида натрия имеет удельную теплоемкость 4074 Дж/(К кг) (у чистой воды 4200). Температура кипения от добавления соли меняется незначительно, 1-2 градуса. Получается, что бы нагреть соляной раствор на те же 80 градусов понадобится 4074*80=325 (кДж) тепла. Что меньше на 3%, чем для чистой воды.
Пресная нагреется быстрее, но макароны не сварятся от этого быстрее ограниченная теплопроводность будет мешать прогреваться Внутренним слоям. Поэтому эффективнее их кидать в воду вообще до закипания. Они прогреются более плавно и вообще сварятся равномернее. Казалось бы тогда не важно когда солить, но если положить соль в воду сразу, а макароны раньше обычного мы будем использовать для равномерного проникновения соли силу конвекции, которая у нас вообще-то пропадает зря. В итоге, готовый продукт мы получим немного раньше(и более качественный), несмотря на то что время нагревания до закипания увеличиться.
Знание о реальности скучно?
— Папа, а как работает лампочка.
— «Электричество».
— А что это значит?
— Какая разница, учитель поставит тебе пять, если ты ответишь так.
— Но я не ставлю тебе оценку, мне просто интересно.
— Ну, иди книги тогда почитай.
А что бы ответили Вы? Не в смысле, какой ответ хочет услышать более дотошный учитель. А как Вы представляете себе этот кусок окружающей Вас реальности?
Позволяет ли Вам Ваш ответ предсказывать поведение лампочек? Позволяет ли он объяснить, почему свет внезапно потух во всём доме? Позволяет ли он объяснить, почему лампочка накаливания лопнула? Может быть, он позволяет Вам предсказать чего точно не может произойти с лампочкой?
У всех нас есть затычки для любопытства. Одна из них «Наука».
Вас не смущает, что знание кем-то принципа работы лампочки, делает этот кусок реальности не интересным для Вас? Как будто бы, чем большее количество людей знают, как устроен мир вокруг нас, тем меньше имеет смысла в этом разбираться.
Ах, если бы научное знание не было доступно всем подряд. Если бы для его получения нужно было пройти сложные обряды посвящения. Или оно стоило бы как новый айфон. Стало бы оно тогда ценнее?
Знание о реальности ведь не загадочно для других людей. Ах, если бы в нем была хоть какая-то тайна! А так, это просто «Электричество». Как, однажды, сказал Ричард Фейнман: Ничто не «просто». А он в некотором роде разбирался в лампочках.
Оглянитесь вокруг, хорошо ли лично Вы знаете, как работает реальность вокруг Вас? Не учёные, не специалисты, ни Ваш друг, ни Ваш сосед, а лично Вы?
Ищете магию в фантастических книгах? А может на Вашей карте о реальности и так полно неизведанного? Но там уже были другие люди… У них уже есть карты, которые описывают ту территорию. Ну и что, что лично у меня там белое пятно?
Это как в анекдоте:
— Папа, а как работает лампочка.
— Ну, это все знают.
— А ты?
— А я не знаю.
Представьте себя героем фантастической книги, попавшим из альтернативной реальности в наш мир. Вам нужно понять, как здесь всё устроено. Ваша карта – чистый лист. Представьте горизонты и перспективы изучения этого мира?
Но Вы не фантастический герой, и Вы живёте в нашем мире. Что есть на Вашей карте? Не на карте учёных, не на карте специалистов, ни на карте Вашего друга или соседа.
— Папа, а как работает лампочка.
— Понятия не имею, какая разница? Я тыкаю в выключатель, и она включается или выключается. А если что-то ломается, я вызываю электрика.
— То есть это бесполезное знание?
— Конечно. Не забивай голову всякой чепухой, лучше думай о действительно ВАЖНЫХ вопросах.
— Например?
— Подумай, кем ты хочешь стать? Как ты будешь зарабатывать на жизнь?
— Но я же не знаю, кем можно стать. У меня нет карты реальности, одни белые пятна.
— Ну, так нарисуй карту окружающей тебя реальности. В чем проблема?
— А с чего начать?
— Начни с простых вещей, которые тебя окружают.
— Понял! Папа, а как работает лампочка?
Мозг наградит вас за ваши личные открытия на вашей личной карте.
Может парочка открытий завалялась здесь (если вы любите читать) или здесь (если вы любите смотреть)? А если предпочитаете короткий формат, может и здесь что-то найдётся?
Секреты кипения солёной и пресной воды
Кипением называют процесс парообразования, который происходит при доведении жидкости до температуры кипения. Каждый человек ещё со школьной парты знает, что закипание воды происходит при t=100˚С. Но многих интересует вопрос, какая вода закипает быстрее: соленая или пресная?
Что собой представляет процесс кипения
Кипение – довольно сложный процесс, состоящий из четырёх стадий:
Кипение пресной воды
Кипятком называют воду, доведенную до кипения. Во время этого процесса происходит обильное образование пара, который сопровождается выделением свободных молекул кислорода из состава кипящей жидкости. Благодаря длительному воздействию высоких температур, в кипятке гибнут микробы и болезнетворные бактерии. Поэтому при плохом качестве водопроводной воды нежелательно употреблять её в сыром виде.
Пресная, но жесткая вода имеет в своём составе соли. Во время кипения они образуют на стенках чайника налет, который чаще называют накипью. Кипяток обычно используют для приготовления горячих напитков или дезинфекции фруктов или овощей.
Когда закипает солёная вода
Как показывают опыты, температура кипения солёной воды выше температуры кипения пресной. Поэтому можно сделать вывод, что пресная вода закипает быстрее. В солёной воде содержатся ионы хлора и натрия, которые находятся среди молекул воды. Между ними происходит процесс гидратации – присоединение молекул воды к ионам соли.
Стоит заметить, что гидратационная связь намного сильнее водной межмолекулярной. Поэтому во время кипения пресной воды процесс парообразования начинается быстрее. Жидкость с растворёнными в ней солями требует для закипания немного больше энергии, которой в данной ситуации является температура.
При её повышении молекулы, находящиеся в солёной воде, двигаются намного быстрее, но их количество уменьшается, значит, сталкиваются они реже. Именно этим можно объяснить меньшее количество пара – ведь его давление меньше, чем у пресной воды. Чтобы добиться в солёной воде давления, превышающего атмосферное, и начала кипения, требуется температура повыше.
Еще одно обоснование
Многие хозяйки при приготовлении пищи солят воду в начале процесса, мотивируя это тем, что так она быстрее закипит. А некоторые находят объяснение тому, почему солёная вода закипает быстрее, опираясь на школьные знания курса физики, а именно темы, касающейся теплоотдачи. Как известно, передача тепла бывает трёх типов: теплопередача, характерная для твёрдых тел, конвекция, которая присутствует в газообразных и жидких телах, и излучение.
Последний вид теплопередачи существует даже в космосе. Подтверждением тому являются звёзды и, конечно, солнце. Но всё же главным фактором в данном вопросе считается плотность. Поскольку у солёной воды плотность выше, чем у пресной, то и закипает она быстрее. При этом для замерзания ей нужно больше времени. Следовательно, при более плотной жидкости теплопередача будет активнее, и закипание произойдёт быстрее.