Deutsch

Почему при добавлении соли вода или суп начинают бурно кипеть?

18.06.25 11:37
Re: Почему при добавлении соли вода или суп начинают бурно кипеть?
 
Борис Демидович завсегдатай
в ответ tokarew 17.06.25 23:29

Ну, не совсем так и даже, наоборот. Добавление соли понижает температуру воды, так как процесс эндотермический, а вот точка закипания солёной воды, наоборот, повышается.


Все мы знаем из детского сада, что вода кипит при 100°C в нормальных условиях и это гнусная ложь не совсем так. Если взять идеально гладкую кастрюлю без микронеровностей и нагревать в ней дистиллированную воду, она может не закипать до 105-110°C. В лабораторных условиях воду удавалось нагреть до 250°C при нормальном давлении. Такую не закипающую воду называют перегретой.


Дело в том, что поверхностное испарение без внутреннего пузырькового кипения уносит тепла меньше, чем подводится к кастрюле с водой. А вот закипеть "изнутри" вода просто так не может из-за поверхностного натяжения и давления столба жидкости.
На зарождающийся пузырёк радиусом r порядка нанометра действует давление:
ΔP = 2σ/r (формула Лапласа), где σ = 0.072 Н/м (поверхностное натяжение)
ΔP ≈ 140 атмосфер! Такой пузырёк мгновенно схлопнется.


Экспериментальные данные показывают, что для эффективного зарождения пузырьков оптимальный размер полостей на которых могут зародиться пузырьки равны 0.1-10 мкм. Именно поэтому в промышленных теплообменниках специально создают микрошероховатости - они становятся "фабриками пузырьков" для эффективного кипения.


Вывод:
Вода не кипит "сама по себе" потому что:
1. Нужно преодолеть огромное поверхностное натяжение
2. Требуются "точки сборки" для пузырьков
3. Без центров парообразования система застревает в метастабильном состоянии


Теперь переходим к соли. Наша замечательная соль не только шероховатая, но и имеет ионную решётку, которая при растворении высвобождает микропузырьки воздуха, которые в свою очередь служат "зародышами" для паровых пузырей. Размер этих зародышей уже не порядка нанометров, а 1–5 мкм и следовательно поверхностное натяжение их не может задушить. Поднимающиеся пузырьки создают интенсивную конвекцию, постоянно перемешивая жидкость. Тысячи пузырьков увеличивают эффективную площадь испарения в сотни раз.


Сахар (как и пельмени), хоть и имеет шероховатости и может послужить как центр парообразования, но не имеет ионной решётки и поэтому не генерирует микропузырьки-зародыши, поэтому будет на порядок менее эффективен соли. А вот сода, наоборот, выделяет CO2 и является эффективным "катализатором кипения" (будьте очень осторожны при экспериментах с содой!).

 

Перейти на