![паровик](https://coffeegravity.ru/wp-content/uploads/2022/11/фотошоп-1140x1199.png)
Что быстрее вскипятит воду – паровик или чайник?
Привет! Давно в моём блоге не было научно научно-популярных текстов, и вот один из них.
В этой статье я расскажу, как быстро паровик может довести воду до кипения, почему пар 97 °C нагревает жидкость до ещё больших температур и как сразу четыре физических процесса объединяются для того, чтобы не создавать в кофейне очередь.
Как быстро паровик кипятит воду
Многие любят латте и капучино, но мало кто знает, насколько гениальна конструкция паровика, взбивающего молоко. Мы провели эксперимент в кофейне, налили пол-литра воды комнатной температуры в питчер и начали взбивать. Кстати, почему не молока? Во-первых, кипячёное молоко уже не годится для напитков, а горячей водой можно помыть посуду. Во-вторых, удельная теплоёмкость воды несколько больше, чем у молока (4200 Дж / (кг * ° C) против 3900 Дж / (кг * ° C)), а это дополнительное испытание для паровика!
Смотрим видео с экспериментом.
Как мы видим, паровик доводит воду до кипения примерно за 1 минуту, при дальнейшем взбивании температура останавливается на 100 °C, так как лишняя энергия уходит на кипячение.
Дальше мы вскипятили в чайнике те же пол-литра воды. Не буду прикладывать сюда это скучное видео, просто поверьте на слово, что это заняло 3 минуты. Получается, паровик оказался эффективнее в 3 раза! Но не спешите выбрасывать свой чайник, для того чтобы попить дома чай он всё же подходит лучше – его не нужно предварительно прогревать 20 минут. Теперь предлагаю углубиться в суть процессов, происходящих при взбивании.
Физические процессы при нагревании паровиком
Для того чтобы разобраться, совсем кратко расскажу про устройство кофемашины. Внутри находится бойлер – некий бак, который примерно наполовину заполнен водой. Ещё внутри расположен тэн, который нагревает воду, вследствие чего в верхней части бойлера образуется пар и нагнетается повышенное давление. При этом вода и пар в кофемашине поддерживаются при температуре 95-97 °C за счёт постоянного включения и выключения тэна.
В тот момент, когда мы открываем кран паровика, пар под действием давления устремляется по тонкой трубке. Почему же он так хорошо нагревает содержимое питчера? Мы имеем дело сразу с 4 физическими процессами, которые работают заодно.
1. Теплопередача. Тут всё просто, пар имеет большую температуру, чем вода в питчере, в результате чего просто передаёт свою внутреннюю энергию. Как раз в чайнике только этот процесс и участвует в нагреве. И как видим не слишком эффективно.
2. Изотермический процесс. Проходя через узкое сечение трубки, пар находится под давлением около 7 атмосфер. Попадая в питчер с нормальным атмосферным давлением пар резко расширяется и выделяет некоторое количество теплоты.
3. Вязкость. При взбивании жидкости в питчере создаётся воронка, вследствие чего потоки этой жидкости движутся относительно друг друга, вызывая внутреннее трение между молекулами вещества. Этот процесс также идёт с выделением тепла.
4. Конденсация. Это процесс перехода пара из газообразного состояния в жидкое и это вишенка на торте. То есть в питчере.
Конденсация – один из самых энергоэффективных процессов при общей его доступности. Чтобы убедить вас, я приведу пример.
Возьмём 1 литр воды с температурой 0 °C. При полном её замерзании выделится 340 кДж энергии.
Теперь возьмём воду с температурой 100 °C и посмотрим, сколько выделится энергии при остывании до 80 °C. После подсчётов получим значение в 840 кДж. Насколько это много?
А вот при превращении 1 кг пара в воду мы получаем целых 2300 кДж энергии! Этот процесс настолько энергоэффективен, что с его помощью мы можем нагревать жидкости с температурой кипения более 100 °C до куда больших значений, и всё это при помощи пара 95-97 °C.
Вместо заключения
Мы увидели, как сразу четыре физических процесса работаю заодно для того, чтобы очень быстро нагреть молоко и порадовать каждого гостя кофейни. А статья, надеюсь, убережёт многих бариста от того, чтобы совать свои ручонки под открытый паровик и нарушать технику безопасности.
Понравилась статья? Подпишись на группу ВК с анонсами!
Вам также может понравиться
![Методология обучения бариста](https://coffeegravity.ru/wp-content/uploads/2023/05/photo_2023-05-07_20-43-43-500x380.jpg)
Создание методологии обучения бариста
08.05.2023![](https://coffeegravity.ru/wp-content/uploads/2024/06/image_2024-06-05_10-43-17_357-500x380.jpg)
Безопасность в кофейне
05.06.2024![Настройка эспрессо](https://coffeegravity.ru/wp-content/uploads/2022/12/photo_2022-12-16_11-05-54-500x380.jpg)