Расход воды из крана в минуту и час

В корректных вычислениях необходимо учитывать, что расход воды из крана в единицу времени – в минуту или час – зависит от диаметра и потери напора. Для стандартизации расчёта водопотребления (которое отличается для разных санитарных приборов) принимают эквивалентное значение, равное 1 (единице), что соответствует 0,20 литрам в секунду для крана с диаметром 15 мм.

Содержание статьи

Водоразборные краны и соответствующий им расход

Фактический водорасход с учётом всех особенностей внутреннего водопровода дома определяется опытным путём. Самый простой способ, практикуемый при демонстрации рассеивателя на кран для экономии воды, – засечь время, за которое набирается ёмкость заданного объёма при максимальном напоре. Однако при проектировании систем водоснабжения применяются расчётные таблицы, содержащие соотношения по:

• типу санитарного прибора,
• диаметру труб,
• скорости гидропотока (эта величина берётся в значениях не больше 1,50-1,75 м/сек или до 2,50 м/сек – для пожарных водопроводов).

Таблица по ожидаемому водорасходу для санитарных устройств выглядит следующим образом:

Правила для внутреннего водопровода и регламентация расхода воды в зависимости от санитарного прибора определяется нормативами СНиП. В них детально расписаны параметры при расходе для горячей и холодной воды из расчёта литра в секунду и в час при разных минимальных диаметрах прохода. Например,

• умывальник с водоразборным выходом с диаметром 10 мм даёт общий расход 0,10 литров в секунду и 30 литров в час;
• тот же умывальник со смесителем расходует 0,12 л/сек и 60 л/час,
• расчётные значения для поливочного крана – 0,3 л/сек и 1080 л/час при минимальном диаметре 15 мм.

«Поправка» в расчётах при наличии «умных» устройств для экономии

В примечаниях к таблицам СНиП отдельно оговаривается  правило при установке аэраторов. При их наличии на водоразборных смесителях свободный напор принимается не менее 5 м. Однако «поправку» следует делать и по общему водорасходу, поскольку ограничитель расхода воды на кран, благодаря конструкции, способен сократить объём водопотребления на 7-15% (в зависимости от модели аэратора и режима потребления).

Экономия происходит за счёт ограничения потока, что, однако, не влияет на комфортность использования его в бытовых целях, поскольку ощущение объёма и плотности струи создают мелкие воздушные пузырьки, смешивающиеся с водой. Этот эффект аэрирования достигается за счёт конструкции различных крановых насадок, внутри которых расположены рассекающие сеточки и турбинки, создающие завихрения. А эффективность этих устройств зависит от числа и формы  конструктивных элементов.

Например, лондонскому студенту Simin Qiu удалось совместить дизайнерский подход с экономией водоресурса в смесителе «Swirl Faucet». В конструкцию устройства уже вмонтированы две турбины, которые закручивают гидропоток в спирали.  Переключаясь с одного сопла на другое, владелец устройства может «закручивать» струю в виде «сверла», «молекулы ДНК» или «сетчатой пружины».  

Красивая, но разряжённая струя экономит порядка 15% ресурса по сравнению со сплошной моноструей.

Долгосрочные эксперименты и сравнение показаний по счётчику демонстрируют экономию в 7-10% при установке более дешёвого экономителя WaterSave http://water-save. com/. Сравнение экономической эффективности здесь производится для одного сантехнического прибора, который применяется в свободном  проточном режиме. Экономия чуть меньше, чем в предыдущем случае, но зато есть возможность менять направление струи, а также предусмотрена функция смены режима на распыление.

Эффективность распылителя для экономии воды на кран в том, что благодаря ему тонкая водная струя, разбиваясь на десятки микро-струй, покрывает зону полива, достаточную для комфортного применения. Площадь соприкосновения капель с продуктами питания или намыленными руками больше, а значит и результат заметнее.

Однако во всех описанных случаях экономия возможна при проточном водопотреблении, так как при необходимости набрать 100-литровую ванну, водоросход и при наличии аэраторов, и без них всё равно составит 100 литров.

Ещё одна инновация – умный кран для экономии воды тоже значительно влияет на предварительные расчёты. Одна из моделей умного устройства – Dial W от дизайнера Eun ji Byeon – выглядит как обычный смеситель с необычным переключателем. У него вместо вентиля – диск, аналогичный старому телефонному диску, но, в отличие от телефона, нет пружинного механизма, возвращающего его в исходное положение после вращения. Выбором значения и поворотом диска производится установка режима водопотребеления. На циферблате размещены 4 «окошка», соответствующие 4 позициям водорасхода: 5 секунд, 10, 15 и «безлимитный режим». Значения на каждом из них – это время, по истечении которого вода автоматически выключается.

Эффективность ещё одной насадки-«колокола» Greenbell, которая по заявлению производителей составляет 80%,  рассчитывается математически, исходя из того, что при любой водной процедуре только 20% воды используется по назначению, а остальное утекает «вхолостую».

Насадка-«колокол» останавливают гидропоток, а для его возобновления необходимо качнуть «язык» устройства в любом направлении.

Однако «умные» устройства действуют не только путём ограничения, но и путём оптимизирования процесса и сокращения времени подготовки к водным процедурам. Так, например, действуют сенсорные насадки, которые включаются только тогда, когда под них заводится объект (руки, продукты, посуда), сразу пуская поток нужной температуры. Как правило, в таких устройствах уже предусмотрен и аэратор.

Читайте далее

Оставьте комментарий и вступите в дискуссию

Как не платить за грязную воду? «Минскводоканал» объяснил

Городские власти разрешили не платить за холодное водоснабжение жителям районов Минска, где на днях из кранов шла некачественная вода. «Минскводоканал» разъяснил все нюансы по перерасчету и рассказал, кому, за какие услуги не придется платить.

За какой период и какие услуги будет сделан перерасчет минчанам, у которых на днях из крана шла некачественная вода?

Перерасчет сделают за всю воду, потребленную в июне по поданным показаниям счетчиков до 30 июня. Людям, проживающим в пострадавших районах, в этом месяце не придется платить не только за холодную воду, но и за водоотведение (канализацию).

Кому разрешат не платить за воду в июне?

От платы за холодное водоснабжение освободят жителей Фрунзенского и Московского района, а также частично Ленинского, Центрального и Октябрьского с совместной зоной влияния водопроводных сетей поверхностных источников.

Как определят дома, жильцам которых сделают перерасчет, в частично пострадавших районах?

Дома определят по зонам влияния, куда технически вода могла попасть с поверхностных источников. Если в дом идет вода из подземного источника, там она плохой быть просто не может.

Как узнать жителям частично пострадавших районов, положен им перерасчет или нет?

«Минскводоканал» в течение нескольких дней (до 8 июля) составит списки адресов и передаст их в организации, которые делают начисления платы за услуги водоснабжения и водоотведения. В него включат и жилые многоквартирные дома, и общежития, и дома частного сектора. Информацию о домах Ленинского, Центрального и Октябрьского районов, которые относятся к совместной зоне влияния водопроводных сетей поверхностных источников водоснабжения, разместят на сайте «Минскводоканала».

А если подал показания позже 30 июня, а воды вылилось больше, чем по предыдущим показаниям?

Показания после 30 июня к расчету не принимаются. Перерасчет будет сделан за весь объем водоснабжения, за весь объем водоотведения за целый месяц, а не только за те дни, когда были проблемы с водой. В любом случае это покроет расход воды на слив. Человек, открыв краны, может слить 3−4 куба воды, а если прописано, к примеру, 4 человека, то там месячный расход воды, скажем, 16 кубов.

Если я не подаю каждый месяц показания счетчика по воде, как мне сделают перерасчет?

Если в предыдущие месяцы потребитель подавал показания со счетчиков холодной и горячей воды, то перерасчет ему сделают за среднее количество кубометров, израсходованных ранее. К примеру, в апреле человек потребил 10 кубометров воды, такое же количество в мае. Значит, в июне ему тоже поставят 10 кубометров.

Если же человек вообще не подает данные со счетчиков, то расчет будет сделан по нормам потребления на человека, прописанного или живущего по договору найма в квартире. Напомним, в месяц на одного человека норма потребления 4,2 кубометра. Если в квартире живут, скажем, двое, то им посчитают 8,4 куба.

В случаях, когда приборов учета нет, то объем водопотребления рассчитается по нормам 260 литров в сутки, или 7,8 куба на человека.

Будет ли «Минскводоканал» проверять, верные ли показания подали потребители? Некоторые могли приплюсовать себе пару сотен лишних кубов воды.

Если у человека по поданным показаниям будет израсходован очень большой объем воды, то работники «Минскводоканала» придут и проверят. Понять, что показания завышены, несложно, ведь пропускная способность трубопровода известна. Понятно, что даже если в квартире открыть все краны, за несколько дней, скажем, даже 100 кубометров не сольешь.

Некоторые потребители говорят, что у них из-за некачественной воды пострадали фильтры и другое имущество. Куда обращаться с такими вопросами?

Если потребитель утверждает, что из-за плохого качества воды у него испортился фильтр, ему нужно отдать его на экспертизу, чтобы получить подтверждающий документ, что причиной поломки является ухудшение качества воды, с указанием периода, что именно в этот момент произошла поломка. С этим документом он может обратиться в «Минскводоканал» и написать претензию на возмещение убытков.

Другое имущество в данной ситуации пострадать не могло, поскольку из качественных показателей превышения были только по запаху. К примеру, на работу стиральной машины запах никак не мог повлиять.

Читайте также

сколько стоит водопотребление, порядок оплаты кубов

Подходя к вопросу об установке счетчика воды, владельцам предстоит решить немало и других проблем, среди которых следует выделить и регистрацию этого прибора. Когда же этот вопрос будет решен, владелец получает возможность эксплуатировать водосчётчик. При этом кто-то может столкнуться с определенными трудностями, касающимися порядка оплаты по счетчику, а также схемы расчета расхода воды.

Как снимать показания со счетчика?

На приборе имеется 5 черных и 3 красных деления. Скажем, на момент установки прибора на нём приводились следующие сведения: 00000174. Последние три цифры подразумевают объем литров воды, которое было израсходовано. Все знают о том, что при снятии показания со счетчика учитываются в кубометрах. По этой причине время для расчетов за воду пока не наступил. Иначе говоря, с прибора снимаются данные тогда, когда он будет показывать первые пять цифр. Поэтому должен пройти как минимум месяц, чтобы можно получить было необходимые показатели.

Спустя месяц нужно повторно взглянуть на прибор: там будут уже другие данные — 00001174. Учитывая, что цифр стала больше, чем три, показания можно снимать. Выполнив несложные расчеты, станет ясно, что за месяц расход воды составил чуть более одного кубометра воды. Обращаясь со снятыми данными в управляющую компанию, следует иметь в виду, что вам придется оплачивать весь объем только из расчета потребленной воды. По прошествии еще одного месяца на водомере будут новые показания: 00012566. Несложно понять, что за минувший месяц вы израсходовали 12 кубов. Если произвести несложные операции 12-1=11, то получим, что в текущем месяце вам потребуется заплатить за 11 кубов.

Расчет водопотребления по счетчику

Чтобы определить, сколько вам потребуется заплатить за потребленную воду, вам необходимо знать следующее:

• показания счетчика;
• действующие тарифы на горячую и холодную воду.

Когда водомер будет установлен в вашей квартире, необходимо запомнить или записать установленные на этот момент его показания. Эти данные вам необходимо будет передать компании-управителю.

Когда пройдет еще один месяц, нужно снова снять показания, рассчитать разницу, и итог сообщить организации.

Правила расчёта

Если вы сами хотите определить сумму к оплате, необходимо использовать таблицу тарифов. Имейте в виду, что в тарифы каждый год вносятся изменения. Вдобавок к этому нужно иметь в виду, что решение об их повышении или понижении принимает городская администрация. По этой причине в дальнейшем вам следует время от времени узнавать от управляющей компании, остались ли они прежними.

Чтобы рассчитать расход горячей воды, необходимо данные водосчетчика перемножить на текущий тариф. Это позволит узнать вам сумму, для оплаты за израсходованную воду в текущем месяце. Расчет холодной воды производится по такой же схеме.

Имейте в виду, что для некоторых городов действует определенный минимум, требующий оплаты каждый месяц. Поэтому, если ваш объем водопотребления составит меньше этого минимума, скажем 10 литров при минимуме 1,5 кубов, то вам все равно придется оплачивать все 1,5 кубометра. Однако, когда настанет пора оплачивать воду в будущем месяце, то ваша переплата будет принята во внимание, в результате ваши расходы на воду немного уменьшатся.

Тем, кто проживает в сельской местности, не стоит сильно волноваться относительно схемы расчета за водопотребление. Дело в том, что и в деревнях и селах действует аналогичный порядок оплаты воды. Отличия могут быть связаны только с тарифами, о которых можно заранее поинтересоваться у управляющей компании.

Процедура оплаты воды по счетчику

Методика оплаты за услуги водоснабжения требует регулярного предоставления данных счетчиков в Единый информационно-расчетный центр. Это можно сделать несколькими способами:

• связаться с расчетным центром по телефону и сообщить показания диспетчеру.
• воспользоваться интернет: нужно зайти на сайт управляющей компании.
• нанести визит самолично в расчетный центр и зафиксировать показания в соответствующем журнале.
• сообщить сведения по расходу воды можно при помощи почты.

После того как работниками расчетного центра будет произведен расчет суммы к оплате, вы получите соответствующий платежный документ. Подобная процедура производится каждый месяц, и потребителю нет необходимости самолично обращаться в расчетный центр. Имейте в виду, что со стороны дирекции по эксплуатации зданий может периодически проводиться проверка относительно достоверности предоставляемых вами показаний счетчика.

Имейте в виду, что, если показания снимаются с водомера, установленного в коммунальной квартире, то сумма, которую необходимо оплатить за потребленную воду, должна быть разделена поровну между всеми зарегистрированными жильцами. В случае наличия в квартире нескольких водосчетчиков нужно снимать с каждого из них в отдельности показания и предоставлять в расчетный центр. Потребителям запрещается вносить какие-либо изменения в работу водомера для уменьшения выдаваемых им показаний, так как в этом случае им придется оплачивать штраф.

Проверка правильности показаний

Иногда может возникнуть ситуация, когда показания счетчика не соответствуют реальным. Убедиться, насколько правильно работает прибор, можно следующим образом. Сначала нужно записать значения трех красных цифр. После этого нужно взять ведро объемом 10 литров, налить туда воды и вылить. Это нужно сделать три раза. Далее следует посмотреть на счетчик. Если по показаниям водомера видно, что количество использованной воды превышает или не дотягивает до 30 литров, то можно сделать вывод, что прибор следует проверить на правильность работы.

Заключение

Сегодня почти в каждой квартире можно встретить такой прибор, как водосчетчик. С помощью водомера владелец может вести учет потребленного количества воды, что позволяет ему немало сэкономить на ее оплате. При этом не каждый владелец после установки имеет представление о том, как следует рассчитывать сумму к оплате за потребленную воду. Сама методика расчета довольно просто, поэтому для понимания этого процесса не нужно каких-либо специфических знаний. Куда важнее другое. С течением времени определенные модели водосчетчиков могут показывать неверные данные, что может привести к чрезвычайно большой экономии или увеличению расходов на оплату воды.

Поэтому во избежание подобных ситуаций следует время от времени проверять работу этого прибора, сравнивая фактически потребленное количество воды с тем, которое показывается на водомере. Это поможет сразу определить неисправность и раньше восстановить работоспособность состояния устройства. И не стоит рассчитывать, что управляющая компания об этом не узнает. Среди них распространенной практикой является проведение проверок достоверности предоставляемых данных о потребленной воде. Поэтому, если вы умолчите о подобном факте, то в дальнейшем вам предстоит платить довольно серьезный штраф.

Изменение фазы и скрытое тепло

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Проверить теплообмен.
• Рассчитайте конечную температуру по теплопередаче.

До сих пор мы обсуждали изменение температуры из-за теплопередачи. Если лед тает и становится жидкой водой (т. Е. Во время фазового перехода), изменение температуры не происходит в результате передачи тепла. Например, представьте себе воду, капающую с тающих сосулек на крыше, нагретой солнцем.И наоборот, вода замерзает в лотке для льда, охлаждаемом окружающей средой с более низкой температурой.

Рис. 1. Тепло от воздуха передается льду, вызывая его таяние. (кредит: Майк Брэнд)

Энергия требуется, чтобы расплавить твердое тело, потому что когезионные связи между молекулами в твердом теле должны быть разорваны так, чтобы в жидкости молекулы могли перемещаться со сравнимыми кинетическими энергиями; таким образом, нет повышения температуры. Точно так же энергия необходима для испарения жидкости, потому что молекулы в жидкости взаимодействуют друг с другом посредством сил притяжения.Пока фазовый переход не завершен, изменение температуры не происходит. Температура стакана содовой первоначально составляет 0ºC, но остается на уровне 0ºC, пока весь лед не растает. И наоборот, при замораживании и конденсации выделяется энергия, обычно в виде тепловой энергии. Когда молекулы объединяются, работа совершается за счет сил сцепления. Соответствующая энергия должна выделяться (рассеиваться), чтобы они оставались вместе. Рис. 2.

Энергия, участвующая в фазовом переходе, зависит от двух основных факторов: количества и прочности связей или пар сил.Количество связей пропорционально количеству молекул и, следовательно, массе образца. Сила сил зависит от типа молекул. Тепло Q , необходимое для изменения фазы образца массой м , равно

Q = мл _f (плавление / замораживание,

Q = мл _v (испарение / конденсация),

, где скрытая теплота плавления, L _f , и скрытая теплота испарения, L _v , являются материальными константами, которые определяются экспериментально.См. (Таблица 1).

Рис. 2. (a) Энергия требуется для частичного преодоления сил притяжения между молекулами в твердом теле с образованием жидкости. Эту же энергию необходимо удалить, чтобы произошло замораживание. (б) Молекулы разделяются на большие расстояния при переходе от жидкости к пару, что требует значительной энергии для преодоления молекулярного притяжения. Такая же энергия должна быть удалена для конденсации. Пока фазовый переход не завершен, изменение температуры не происходит.

Скрытая теплота измеряется в Дж / кг.И L _f , и L _v зависят от вещества, в частности, от силы его молекулярных сил, как отмечалось ранее. L _f и L _v вместе называются коэффициентами скрытой теплоты . Они являются скрытыми, или скрытыми, поскольку при фазовых изменениях энергия входит или выходит из системы, не вызывая изменения температуры в системе; так что, по сути, энергия скрыта. В таблице 1 приведены типичные значения L _f и L _v , а также точки плавления и кипения.

Из таблицы видно, что в фазовые переходы вовлечено значительное количество энергии. Давайте посмотрим, например, сколько энергии необходимо, чтобы растопить килограмм льда при 0ºC, чтобы произвести килограмм воды при 0 ° C. Используя уравнение для изменения температуры и значение для воды из таблицы 1 , находим, что Q = мл _f = (1,0 кг) (334 кДж / кг) = 334 кДж — это энергия для плавления килограмма льда. Это много энергии, поскольку оно представляет собой то же количество энергии, которое необходимо для повышения температуры 1 кг жидкой воды с 0 ° C до 79.8ºC. Для испарения воды требуется еще больше энергии; потребуется 2256 кДж, чтобы превратить 1 кг жидкой воды при нормальной температуре кипения (100 ° C при атмосферном давлении) в пар (водяной пар). Этот пример показывает, что энергия для изменения фазы огромна по сравнению с энергией, связанной с изменениями температуры без изменения фазы.

«>

Таблица 1. Теплоты плавления и испарения
		л ф			л в
Вещество	Температура плавления (ºC)	кДж / кг	ккал / кг	Температура кипения (° C)	кДж / кг	ккал / кг
Гелий	−269.7	5,23	1,25	−268,9	20,9	4,99
Водород	−259,3	58,6	14,0	−252,9	452	108
Азот	−210,0	25,5	6,09	−195,8	201	48,0
Кислород	−218,8	13,8	3,30	−183. 0	213	50,9
этанол	−114	104	24,9	78,3	854	204
Аммиак	−75		108	−33,4	1370	327
Меркурий	−38,9	11,8	2,82	357	272	65,0
Вода	0.00	334	79,8	100,0	2256	539
Сера	119	38,1	9,10	444,6	326	77,9
Свинец	327	24,5	5,85	1750	871	208
Сурьма	631	165	39,4	1440	561	134
Алюминий	660	380	90	2450	11400	2720
Серебро	961	88. 3	21,1	2193	2336	558
Золото	1063	64,5	15,4	2660	1578	377
Медь	1083	134	32,0	2595	5069	1211
Уран	1133	84	20	3900	1900	454
Вольфрам	3410	184	44	5900	4810	1150

Фазовые переходы могут иметь огромный стабилизирующий эффект даже при температурах, не близких к точкам плавления и кипения, поскольку испарение и конденсация (преобразование газа в жидкое состояние) происходят даже при температурах ниже точки кипения.Возьмем, к примеру, тот факт, что температура воздуха во влажном климате редко поднимается выше 35,0 ° C, потому что большая часть теплопередачи идет на испарение воды в воздух. Точно так же температура во влажную погоду редко опускается ниже точки росы, потому что при конденсации водяного пара выделяется огромное количество тепла.

Мы исследуем эффекты фазового перехода более точно, рассматривая добавление тепла к образцу льда при -20ºC (рис. 3). Температура льда линейно повышается, поглощая тепло с постоянной скоростью 0.50 кал / г⋅ºC, пока не достигнет 0ºC. При достижении этой температуры лед начинает таять, пока не растает весь лед, поглощая 79,8 кал / г тепла. Во время этого фазового перехода температура остается постоянной на уровне 0ºC. Как только лед растает, температура жидкой воды повышается, поглощая тепло с новой постоянной скоростью 1,00 кал / г⋅ºC. При 100ºC вода начинает закипать, и температура снова остается постоянной, в то время как вода поглощает 539 кал / г тепла во время этого фазового перехода. Когда вся жидкость превратилась в пар, температура снова повышается, поглощая тепло со скоростью 0.482 кал / г⋅ºC.

Рис. 3. График зависимости температуры от добавленной энергии. Система сконструирована таким образом, что пар не испаряется, пока лед нагревается, превращаясь в жидкую воду, и поэтому, когда происходит испарение, пар остается в системе. Длинные участки с постоянными значениями температуры 0 ° C и 100 ° C отражают большую скрытую теплоту плавления и испарения соответственно.

Вода может испаряться при температуре ниже точки кипения. Требуется больше энергии, чем при температуре кипения, потому что кинетическая энергия молекул воды при температурах ниже 100ºC меньше, чем при 100ºC, следовательно, меньше энергии доступно от случайных тепловых движений.Возьмем, например, тот факт, что при температуре тела пот с кожи требует подводимой теплоты 2428 кДж / кг, что примерно на 10 процентов выше, чем скрытая теплота испарения при 100 ° C. Это тепло исходит от кожи и, таким образом, обеспечивает эффективный механизм охлаждения в жаркую погоду. Высокая влажность препятствует испарению, поэтому температура тела может повыситься, и на лбу останется неиспарившийся пот.

Пример 1. Расчет конечной температуры по фазовому переходу: охлаждение содовой кубиками льда

Три кубика льда используются для охлаждения содовой при 20ºC с массой м _соды = 0.25 кг. Лед имеет температуру 0ºC, и каждый кубик льда имеет массу 6,0 г. Предположим, что сода хранится в контейнере с пеной, чтобы не учитывать потери тепла. Предположим, сода имеет такую ​​же теплоемкость, что и вода. Найдите конечную температуру, когда весь лед растает.

Стратегия

Кубики льда имеют температуру плавления 0ºC. Тепло передается от соды льду для таяния. Таяние льда происходит в два этапа: сначала происходит фазовый переход, и твердое тело (лед) превращается в жидкую воду при температуре плавления, затем температура этой воды повышается.При плавлении образуется вода при 0ºC, поэтому больше тепла передается от соды к этой воде, пока система вода плюс содовая не достигнет теплового равновесия, Q _лед = — Q _соды .

Тепло, передаваемое льду

Q _лед = м _лед L _f + м _лед c _W ( T _f −0ºC).

Тепло, выделяемое содой Q _соды = м _соды c _Вт ( T _f −20ºC). Поскольку тепло не теряется, Q _лед = — Q _соды , так что

м _лед L _f + м _лед c _W ( T _f −0ºC) = — m _{содовая} c _W ( T _f −20ºC).{\ circ} \ text {C} \ right) -m _ {\ text {ice}} L _ {\ text {f}}} {\ left (m _ {\ text {soda}} + m _ {\ text {ice} } \ right) c _ {\ text {W}}} \\ [/ latex]

Решение

1. Укажите известные количества. Масса льда м _льда = 3 × 6,0 г = 0,018 кг, а масса соды м _соды = 0,25 кг.
2. Вычислите члены в числителе: м _соды c _Вт (20ºC) = (0,25 кг) (4186 Дж / кг ⋅ ºC) (20ºC) = 20,930 Дж и м _лед L _f = (0.{\ circ} \ text {C} \\ [/ latex]

Обсуждение

Этот пример иллюстрирует огромную энергию, задействованную во время фазового перехода. Масса льда составляет около 7 процентов массы воды, но это приводит к заметному изменению температуры соды. Хотя мы предположили, что лед был при температуре замерзания, это неверно: типичная температура составляет –6ºC. Однако эта поправка дает конечную температуру, которая практически идентична найденному нами результату. Вы можете объяснить почему?

Рисунок 4.Конденсация на стакане холодного чая. (кредит: Дженни Даунинг)

Мы видели, что испарение требует передачи тепла жидкости из окружающей среды, так что энергия выделяется окружающей средой. Конденсация — это обратный процесс, повышающий температуру окружающей среды. Это увеличение может показаться неожиданным, поскольку мы ассоциируем конденсацию с холодными объектами — например, со стеклом на рисунке. Однако для конденсации пара необходимо отводить энергию от конденсирующихся молекул.Энергия точно такая же, как и энергия, необходимая для изменения фазы в другом направлении, от жидкости к пару, и поэтому ее можно рассчитать из Q = мл _v .

Конденсация образуется на Рисунке 4, потому что температура окружающего воздуха снижается до уровня ниже точки росы. Воздух не может удерживать столько воды, сколько при комнатной температуре, поэтому вода конденсируется. Энергия высвобождается, когда вода конденсируется, ускоряя таяние льда в стекле.

Реальное приложение

Энергия также выделяется при замерзании жидкости. Это явление используют садоводы во Флориде для защиты апельсинов при температуре, близкой к точке замерзания (0ºC). Производители распыляют воду на растения в садах, чтобы вода замерзла и тепло передавалось апельсинам, растущим на деревьях. Это предотвратит падение температуры внутри апельсина ниже нуля, что могло бы повредить плод.

Рисунок 14.11. Лед на этих деревьях выделял большое количество энергии при замерзании, помогая предотвратить падение температуры деревьев ниже 0ºC.Фруктовые сады намеренно распыляют водой, чтобы предотвратить сильные морозы. (Кредит: Герман Хаммер)

Сублимация — это переход из твердой фазы в паровую. Вы могли заметить, что снег может раствориться в воздухе без следов жидкой воды или исчезновения кубиков льда в морозильной камере. Верно и обратное: на очень холодных окнах может образовываться иней, не проходя через жидкую фазу. Популярным эффектом является создание «дыма» из сухого льда, который представляет собой твердую двуокись углерода.Сублимация происходит потому, что равновесное давление пара твердых тел не равно нулю. Некоторые освежители воздуха используют сублимацию твердого вещества, чтобы наполнять комнату парфюмом. Шарики моли являются слегка токсичным примером фенола (органического соединения), который сублимируется, в то время как некоторые твердые вещества, такие как четырехокись осмия, настолько токсичны, что их необходимо хранить в герметичных контейнерах, чтобы предотвратить воздействие на человека их паров, образующихся при сублимации.

Рис. 5. Прямые переходы между твердым телом и паром обычны, иногда полезны и даже красивы.(а) Сухой лед сублимируется непосредственно до углекислого газа. Видимый пар состоит из капель воды. (кредит: Винделл Оскей) (б) Мороз формирует узоры на очень холодном окне, пример твердого тела, образованного непосредственно из пара. (кредит: Лиз Вест)

Все фазовые переходы связаны с теплом. В случае прямых переходов твердое тело-пар требуемая энергия определяется уравнением Q = мл _с , где L _с — это теплота сублимации , которая является энергией, необходимой для изменить 1.00 кг вещества из твердой фазы в паровую. L _s аналогичен L _f и L _v , и его значение зависит от вещества. Сублимация требует ввода энергии, поэтому сухой лед является эффективным хладагентом, тогда как обратный процесс (например, обледенение) выделяет энергию. Количество энергии, необходимое для сублимации, того же порядка величины, что и для других фазовых переходов.

Материал, представленный в этом и предыдущем разделе, позволяет нам рассчитать любое количество эффектов, связанных с температурой и фазовым переходом.В каждом случае необходимо определить, какие температурные и фазовые изменения имеют место, а затем применить соответствующее уравнение. Имейте в виду, что теплопередача и работа могут вызывать как температурные, так и фазовые изменения.

Стратегии решения проблем с эффектами теплопередачи

1. Изучите ситуацию, чтобы определить, есть ли изменение температуры или фазы. Есть ли передача тепла в систему или из нее? Когда наличие или отсутствие фазового перехода неочевидно, вы можете сначала решить проблему, как если бы фазовых изменений не было, и изучить полученное изменение температуры. Если вам достаточно пройти через точку кипения или плавления, вам следует вернуться и решить проблему поэтапно — изменение температуры, изменение фазы, последующее изменение температуры и так далее.
2. Определите и перечислите все объекты, которые изменяют температуру и фазу.
3. Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные). Письменный список полезен.
4. Составьте список того, что дано или что можно вывести из проблемы, как указано (укажите известные).
5. Решите соответствующее уравнение для количества, которое необходимо определить (неизвестное). При изменении температуры передаваемое тепло зависит от удельной теплоемкости (см. Таблицу 1 в разделе «Изменение температуры и теплоемкость»), тогда как для фазового перехода передаваемое тепло зависит от скрытой теплоты. См. Таблицу 1.
6. Подставьте известные значения вместе с их единицами измерения в соответствующее уравнение и получите численные решения вместе с единицами измерения. Вам нужно будет делать это поэтапно, если процесс состоит из нескольких этапов (например, изменение температуры с последующим изменением фазы).
7. Проверьте ответ, чтобы убедиться, что он разумен: имеет ли он смысл? В качестве примера убедитесь, что изменение температуры также не вызывает фазового перехода, который вы не учли.

Проверьте свое понимание

Почему на горных склонах остается снег даже при дневных температурах выше минусовых?

Решение

Снег состоит из кристаллов льда и, следовательно, является твердой фазой воды.Поскольку для фазовых переходов необходимо огромное количество тепла, требуется определенное время, чтобы это тепло аккумулировалось из воздуха, даже если температура воздуха выше 0ºC. Чем теплее воздух, тем быстрее происходит этот теплообмен и тем быстрее тает снег.

Сводка раздела

• Большинство веществ могут существовать в твердой, жидкой и газовой формах, которые называются «фазами».
• Фазовые изменения происходят при фиксированных температурах для данного вещества при заданном давлении, и эти температуры называются точками кипения и замерзания (или плавления).
• Во время фазовых переходов поглощенное или выделенное тепло определяется по формуле: Q = мл , где L — коэффициент скрытой теплоты.

Концептуальные вопросы

1. Теплообмен может вызвать изменения температуры и фазы. Что еще может вызвать эти изменения?
2. Как скрытая теплота плавления воды помогает замедлить снижение температуры воздуха, возможно, предотвращая падение температуры значительно ниже ºC, вблизи больших водоемов?
3. Какова температура льда сразу после его образования замерзшей водой?
4. Если вы поместите лед при температуре ºC в воду при ºC в изолированном контейнере, что произойдет? Растает ли немного льда, замерзнет ли еще вода, или этого не произойдет?
5. Какое влияние оказывает конденсат на стакане ледяной воды на скорость таяния льда? Конденсат ускорит процесс плавления или замедлит его?
6. В очень влажном климате с многочисленными водоемами, например, во Флориде, температура необычно поднимается выше 35 ° C (95 ° F). Однако в пустынях температура может быть намного выше. Объясните, как испарение воды помогает ограничивать высокие температуры во влажном климате.
7. Зимой в Сан-Франциско часто теплее, чем в соседнем Сакраменто, в 150 км от побережья. Летом в Сакраменто почти всегда жарче. Объясните, как водоемы, окружающие Сан-Франциско, смягчают экстремальные температуры.
8. Закрывание кастрюли крышкой значительно снижает теплопередачу, необходимую для поддержания ее кипения.Объяснить, почему.
9. Сублимированные продукты были обезвожены в вакууме. Во время процесса продукты замерзают, и их необходимо нагревать, чтобы облегчить обезвоживание. Объясните, как вакуум ускоряет обезвоживание и почему в результате еда замерзает.
10. Когда неподвижный воздух охлаждается за счет излучения ночью, температура редко опускается ниже точки росы. Объяснить, почему.
11. Во время демонстрации в классе физики инструктор надувает воздушный шар ртом, а затем охлаждает его в жидком азоте. В холодном состоянии в сморщенном воздушном шаре есть небольшое количество светло-голубой жидкости, а также несколько снежных кристаллов. По мере нагревания жидкость закипает, и часть кристаллов сублимируется, при этом некоторые кристаллы остаются на некоторое время, а затем превращаются в жидкость. Найдите голубую жидкость и два твердых вещества в холодном баллоне. Обоснуйте свою идентификацию, используя данные из Таблицы 1.

Задачи и упражнения

1. Сколько тепла (в килокалориях) требуется для оттаивания 0.450-килограммовая упаковка замороженных овощей при температуре 0ºC, если их теплота плавления такая же, как у воды?
2. Мешок, содержащий 0ºC льда, намного эффективнее поглощает энергию, чем мешок, содержащий такое же количество воды при 0ºC. (a) Какая теплопередача необходима для повышения температуры 0,800 кг воды с 0 ° C до 30,0 ° C? (б) Какая теплопередача требуется, чтобы сначала растопить 0,800 кг льда с температурой 0 ° C, а затем повысить его температуру? (c) Объясните, как ваш ответ подтверждает утверждение о том, что лед более эффективен.
3. (a) Сколько тепла требуется для повышения температуры алюминиевого котла весом 0,750 кг, содержащего 2,50 кг воды, с 30,0 ° C до точки кипения, а затем выкипания 0,750 кг воды? (b) Сколько времени это займет, если скорость теплопередачи составляет 500 Вт 1 ватт = 1 джоуль в секунду (1 Вт = 1 Дж / с)?
4. Образование конденсата на стакане с ледяной водой приводит к тому, что лед тает быстрее, чем в противном случае. Если на стакане, содержащем воду и 200 г льда, образуется 8,00 г конденсата, сколько граммов льда в результате растает? Предположим, что никакой другой теплопередачи не происходит.
5. Во время поездки вы замечаете, что мешок со льдом весом 3,50 кг хранится в вашем холодильнике в среднем один день. Какая средняя мощность в ваттах поступает на лед, если он начинается с 0ºC и полностью тает до 0ºC воды ровно за один день 1 ватт = 1 джоуль / секунду (1 Вт = 1 Дж / с)?
6. В определенный сухой солнечный день температура в бассейне повысилась бы на 1,50 ° C, если бы не испарения. Какая часть воды должна испариться, чтобы унести достаточно энергии для поддержания постоянной температуры?
7. (a) Какая теплопередача необходима для повышения температуры 0.200-килограммовый кусок льда при температуре от –20,0 ° C до 130 ° C, включая энергию, необходимую для фазовых переходов? (b) Сколько времени требуется для каждой стадии, если принять постоянную скорость теплопередачи 20,0 кДж / с? (c) Постройте график зависимости температуры от времени для этого процесса.
8. В 1986 году гигантский айсберг откололся от шельфового ледника Росс в Антарктиде. Это был примерно прямоугольник длиной 160 км, шириной 40,0 км и толщиной 250 м. а) Какова масса этого айсберга при плотности льда 917 кг / м ³ ? б) Сколько тепла (в джоулях) необходимо для его плавления? (c) Сколько лет потребуется одному солнечному свету, чтобы растопить лед такой толщины, если лед поглощает в среднем 100 Вт / м ² , 12.00 ч в сутки?
9. Сколько граммов кофе должно испариться из 350 г кофе в 100-граммовой стеклянной чашке, чтобы кофе охладился с 95,0 ° C до 45,0 ° C? Вы можете предположить, что кофе имеет те же термические свойства, что и вода, и что средняя теплота испарения составляет 2340 кДж / кг (560 кал / г). (Вы можете пренебречь изменением массы кофе по мере его охлаждения, что даст вам ответ, который будет немного больше правильного.)
10. (a) Пожар на танкере с сырой нефтью сложно потушить, потому что каждый литр сырой нефти выделяет 2.80 × 10 ⁷ Дж энергии при сгорании. Чтобы проиллюстрировать эту трудность, вычислите количество литров воды, которое должно быть израсходовано, чтобы поглотить энергию, выделяемую при сжигании 1,00 л сырой нефти, если температура воды повышена с 20,0 ° C до 100 ° C, она закипает, и образующийся пар становится подняли до 300ºC. (б) Обсудите дополнительные сложности, вызванные тем фактом, что сырая нефть имеет меньшую плотность, чем вода.
11. Энергия, выделяемая при конденсации во время грозы, может быть очень большой.Рассчитайте энергию, выделяемую в атмосферу для небольшого шторма радиусом 1 км, предполагая, что в этой области равномерно выпадает 1,0 см дождя.
12. Чтобы предотвратить повреждение от мороза, на фруктовое дерево распыляют 4,00 кг воды с температурой 0 ° C. а) Сколько тепла происходит при замерзании воды? б) Насколько снизилась бы температура 200-килограммового дерева, если бы это количество тепла передавалось от дерева? Примем удельную теплоемкость 3,35 кДж / кг · ºC и предположим, что фазового перехода не происходит.
13. Алюминиевая миска весом 0,250 кг, вмещающая 0,800 кг супа при температуре 25,0 ° C, помещается в морозильную камеру. Какова конечная температура, если от миски и супа передается 377 кДж энергии, если предположить, что тепловые свойства супа такие же, как у воды?
14. Кубик льда массой 0,0500 кг при температуре –30,0 ° C помещают в 0,400 кг воды с температурой 35,0 ° C в очень хорошо изолированном контейнере. Какая конечная температура?
15. Если вы вылейте 0,0100 кг воды с температурой 20,0 ° C на глыбу льда массой 1,20 кг (исходная температура составляет -15.0ºC), какова конечная температура? Вы можете предположить, что вода остывает так быстро, что влияние окружающей среды незначительно.
16. Коренные жители иногда готовят в водонепроницаемых корзинах, помещая горячие камни в воду, чтобы она закипела. Какую массу камня при 500ºC необходимо поместить в 4,00 кг воды 15,0ºC, чтобы довести ее температуру до 100ºC, если 0,0250 кг воды улетучится в виде пара от первоначального шипения? Вы можете пренебречь влиянием окружающей среды и принять среднюю удельную теплоемкость горных пород за гранитную.
17. Какой была бы конечная температура кастрюли и воды при расчете конечной температуры при передаче тепла между двумя телами: налив холодной воды в горячую кастрюлю, если бы в кастрюлю было помещено 0,260 кг воды и 0,0100 кг воды сразу испарились , оставив остаток до общей температуры со сковородой?
18. В некоторых странах жидкий азот используется в молочных грузовиках вместо механических холодильников. Поездка с доставкой продолжительностью 3 часа требует 200 л жидкого азота, плотность которого составляет 808 кг / м ³ .(а) Рассчитайте теплопередачу, необходимую для испарения этого количества жидкого азота, и поднимите его температуру до 3,00ºC. (Используйте c _p и предположите, что оно является постоянным во всем диапазоне температур. ) Это значение представляет собой величину охлаждения подаваемого жидкого азота. б) Какова эта скорость теплопередачи в киловатт-часах? (c) Сравните количество охлаждения, полученное при плавлении идентичной массы льда при 0ºC, с охлаждением при испарении жидкого азота.
19. Некоторые любители оружия делают свои собственные пули, что включает плавление и литье свинцовых пулей.Сколько тепла необходимо для повышения температуры и плавления 0,500 кг свинца, начиная с 25,0ºC?

Глоссарий

теплота сублимации: энергия, необходимая для перехода вещества из твердой фазы в паровую

коэффициент скрытой теплоты: физическая константа, равная количеству тепла, переданного на каждый 1 кг вещества во время изменения фазы вещества

сублимация: переход из твердой фазы в паровую

Избранные решения проблем и упражнения

1.35,9 ккал

3. (а) 591 ккал; (б) 4.94 × 10 ³ с

5. 13,5 Вт

7. (а) 148 ккал; (б) 0,418 с, 3,34 с, 4,19 с, 22,6 с, 0,456 с

9. 33,0 г

10. (а) 9,67 л; (b) Сырая нефть менее плотная, чем вода, поэтому она плавает над водой, подвергая ее воздействию кислорода воздуха, который она использует для сжигания. Кроме того, если вода находится под маслом, она менее эффективно поглощает тепло, выделяемое маслом.

12. (а) 319 ккал; (Би 2.00ºC

14. 20,6ºC

16. 4,38 кг

18. (а) 1,57 × 10 ⁴ ккал; (б) 18,3 кВт ⋅ ч; (в) 1,29 × 10 ⁴ ккал

---

Вода 1: Вода и лед

Назначение

Для изучения того, что происходит с водой, когда она переходит из твердого состояния в жидкое и обратно; использовать навыки наблюдения, измерения и общения для описания изменений.

---

Контекст

Этот урок является первым в серии из трех частей, в которых рассматривается концепция, которая является центральной для понимания круговорота воды — вода может принимать разные формы, но остается водой. Эта серия уроков предназначена для того, чтобы подготовить студентов к пониманию того, что большинство веществ может существовать в виде твердых тел, жидкостей или газов в зависимости от температуры, давления и природы этого вещества. Эти знания имеют решающее значение для понимания того, что вода в нашем мире постоянно меняется в твердом, жидком или газообразном состоянии.

На этих уроках ученики будут наблюдать, измерять и описывать воду по мере ее изменения. Важно отметить, что учащиеся на этом уровне «… должны познакомиться с замораживанием воды и таянием льда (без изменения веса), исчезновением влаги в воздухе и появлением воды на холодных поверхностях. .Испарение и конденсация не будут ничего отличаться от исчезновения и появления, возможно, в течение нескольких лет, пока студенты не начнут понимать, что испарившаяся вода все еще присутствует в форме невидимых маленьких молекул »( Benchmarks for Science Literacy , pp. 66- 67.)

На этом уроке учащиеся исследуют, как вода может превращаться из твердого вещества в жидкость, а затем обратно. форма к другому, и количество воды останется прежним.

Вода 3: Таяние и замораживание позволяет студентам исследовать, что происходит с количеством различных веществ, когда они превращаются из твердого в жидкость или из жидкости в твердое.

---

Мотивация

Начните этот урок с разделения класса на пары. Назначьте каждому студенту роль: писатель или иллюстратор. В ходе урока студенты обменяются ролями.

Раздайте каждой группе по кубику льда в прозрачном пластиковом стаканчике. Попросите иллюстратора нарисовать картину того, что он видит.Попросите писателя написать предложение или слово, чтобы описать свойства кубика льда. Проведите наблюдения студентов, задав такие вопросы, как:

• Что в чашке?
• Опишите лед. На что это похоже? Чувствовать как?
• Из чего сделан лед?
• Как делают лед?
• Перелейте лед в емкость другой формы или размера. Как это выглядит сейчас? Он выглядит одинаково или по-другому? Форма льда изменилась? Как вы думаете, почему?
• Что произойдет, если мы оставим лед на столе / столе? Почему? Откуда вы знаете? Сколько времени это может занять?

---

Развитие

Скажите ученикам, что их попросят понаблюдать за льдом с течением времени, чтобы увидеть, какие изменения происходят. Установите таймер или отметьте 15-минутные интервалы на часах. (Обратите внимание: подходящий временной интервал будет варьироваться в зависимости от размера кубика льда, количества солнечного света, температуры в комнате и т. Д. Выберите интервал, соответствующий вашим временным ограничениям, количеству учащихся, возрастному диапазону. требуется час для полного завершения, другие действия выполняются одновременно.) Попросите учащихся повторять описанные выше процедуры записи через каждый временной интервал.

---

Пока идет это задание, вы можете прочитать Удивительная вода Мелвина Бергера или Я вода Жана Марцолло.

Когда лед полностью растает, позвольте учащимся сделать свою последнюю запись в дневнике. Вы можете повесить фотографии учеников льда в линию на стене, чтобы ученики имели визуальное представление о произошедших изменениях.

Спросите студентов:

• Что случилось со льдом? Почему?
• Что в чашке?
• Как он похож на лед? Чем он отличается от льда?
• Опишите воду. На что это похоже? Чувствовать как? Налейте воду в емкость другой формы или размера.Как это выглядит сейчас? Он выглядит одинаково или по-другому? Изменилась ли форма воды? Как вы думаете, почему?
• Лед изменил свою форму, когда вы вылили его в этот контейнер? Почему или почему нет?
• Можете ли вы придумать что-нибудь еще, что мы можем налить, чтобы принять форму контейнера?
• Верните воду в стакан. Есть ли способ превратить эту воду обратно в лед? Как? Как долго это может занять?

---

Попросите учащихся поставить одну или несколько чашек с водой в морозильную камеру.Если возможно, повторите описанную выше процедуру, чтобы увидеть изменение таяния льда. Разрешите учащимся проверять воду через регулярные промежутки времени по вашему выбору. Когда вода замерзнет и будет сделана последняя иллюстрация, вы можете последовательно разместить готовую серию рисунков на стене, чтобы учащиеся могли видеть изменение температуры воды.

Спросите студентов:

• Вокруг нас происходят перемены. Есть некоторые изменения, которые происходят так быстро или медленно, что мы их не видим.Смена воды происходила медленно или быстро?
• Сколько времени понадобилось, чтобы лед превратился в воду? Как вы думаете, есть ли способ ускорить это изменение? Как? Если позволяет время, позвольте студентам поделиться своими идеями и проверить их. (Студенты могут предложить и протестировать фен, вентилятор, солнечный свет, разные точки в комнате, радиатор, соль, перемешивание, другую емкость и т. Д.)
• Есть ли способ замедлить это изменение? (другой контейнер, изолятор, другое расположение в комнате, место в тени, поставьте на него вентилятор и т. д.) Как мы можем сравнить скорость изменения? (Измерьте время, используйте лед в пластиковом стаканчике в качестве контроля.)
• Вы можете придумать что-нибудь еще, что меняется от одной формы к другой? На кухне? В ванне? Как мыло может измениться?

В группах или в классе создайте диаграмму Венна, сравнивая воду в твердой форме и воду в жидкой форме. Чем они похожи? Насколько они разные?

---

Оценка

Попросите учащихся ответить на приведенные ниже вопросы в своем дневнике, используя слова и / или картинки.Позвольте ученикам устно объяснить свои ответы.

• Как превратить воду в лед?
• Как превратить воду изо льда в воду?
• Приведите два примера того, как вы могли бы увидеть, как вода переходит из одной формы в другую.
• Вода когда-нибудь «устает»? Сможем ли мы когда-нибудь достичь точки, в которой не сможем добиться этого изменения?

---

Добавочные номера

Следуйте этому уроку с другими уроками из серии «Вода»:

---

Отправьте нам отзыв об этом уроке>

Изменяющееся состояние — Конденсация | Глава 2: Состояния материи

Подготовьтесь к демонстрации за 5–10 минут до урока.

Материалы для демонстрации

• 2 прозрачных пластиковых стакана
• Вода комнатной температуры
• Кубики льда
• Пластиковый пакет с застежкой-молнией на галлон

Процедура

1. Поместите воду и кубики льда в два одинаковых пластиковых стаканчика.

2. Немедленно поместите одну из чашек в закрывающийся на молнию пластиковый пакет и выпустите из него как можно больше воздуха.Надежно закройте сумку.

3. Дайте чашкам постоять в покое примерно 5–10 минут.

Ожидаемые результаты

На чашке внутри пакета должно быть очень мало влаги, потому что с ней не может контактировать много водяного пара из воздуха. Чашка, подвергающаяся воздействию воздуха, должна иметь больше влаги снаружи, потому что она подвергалась воздействию водяного пара в воздухе, который конденсировался на внешней стороне чашки.

Покажите студентам две чашки с холодной водой и спросите, почему вода появляется на внешней стороне только одного из них.

Покажите ученикам две приготовленные вами чашки и спросите:

Какая чашка имеет больше всего влаги снаружи?

Учащиеся должны понимать, что чашка, подвергающаяся воздействию большего количества воздуха, содержит больше всего влаги снаружи.

Как вы думаете, почему у чашки, которая подвергается воздействию большего количества воздуха, больше воды снаружи?

Убедитесь, что ученики понимают, что эта влага возникла из-за водяного пара в воздухе, который конденсировался на внешней стороне чашки.Напомните учащимся, что водяной пар — это один из газов, составляющих воздух. На чашке в пакете очень мало или совсем нет влаги, потому что на нее попадает гораздо меньше воздуха. Меньше воздуха — меньше водяного пара.

Некоторые люди думают, что влага, которая появляется снаружи холодной чашки, — это вода, протекшая через чашку. Как эта демонстрация доказывает, что эта идея неверна?

Поскольку на внешней стороне чашки в пакете почти нет влаги, студенты должны сделать вывод, что вода не могла протекать через чашку.Если влага возникла из-за утечки, на внешней стороне обеих чашек была бы вода.

Представьте процесс конденсации.

Если ученики не знают, что такое процесс конденсации, вы можете сказать им, что это противоположно испарению. При испарении жидкость (например, вода) меняет свое состояние на газ (водяной пар). При конденсации газ (например, водяной пар) меняет свое состояние на жидкость (воду).

Объясните: когда молекулы воды в воздухе охлаждаются и замедляются, их притяжение преодолевает их скорость, и они соединяются вместе, образуя жидкую воду. Это процесс конденсации.

Спросите студентов:

Какие примеры конденсации?

Привести примеры конденсации немного сложнее, чем примеры испарения. Одним из распространенных примеров является вода, которая образуется на внешней стороне холодной чашки, или влага, которая образуется на окнах автомобилей прохладной ночью.Другими примерами конденсации являются роса, туман, облака и туман, который вы видите, когда выдыхаете в холодный день.

Вы могли сделать холодное окно «мутным», подышав на него, а затем нарисовав на нем пальцем. Как вы думаете, откуда взялась облачность?

Помогите учащимся осознать, что влага на окне и все приведенные ими примеры конденсации возникают из-за водяного пара в воздухе.

Настоящее облако состоит из крошечных капель воды.Как вы думаете, откуда они?

Вода в облаке образуется из водяного пара в воздухе, который конденсируется.

Раздайте каждому учащемуся лист с упражнениями.

Попросите учащихся ответить на вопросы о демонстрации в рабочем листе. Они также будут записывать свои наблюдения и отвечать на вопросы о занятиях. «Объясни это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это». Дальнейшие разделы рабочего листа будут заполнены либо в классе, либо в группах, либо индивидуально в зависимости от ваших инструкций.Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

Попросите учащихся собрать образец водяного пара и понаблюдать за процессом конденсации.

Вопрос для расследования

Что происходит при конденсации водяного пара?

Материалы для каждой группы

• 1 короткий прозрачный пластиковый стакан с широким ободом
• 1 высокий прозрачный пластиковый стакан с меньшим ободком
• Горячая вода (около 50 ° C)
• Лупа

Процедура

1. Наполните широкую прозрачную пластиковую чашку примерно на горячей водопроводной водой. Поместите высокую чашку вверх дном внутри края нижней чашки, как показано.

2. Наблюдайте за чашками 1-2 минуты.
3. Используйте лупу, чтобы посмотреть на стороны и верх верхней чашки.
4. Снимите верхнюю чашку и пощупайте внутреннюю поверхность.

Ожидаемые результаты

Верхняя чашка станет мутной, так как крошечные капли жидкой воды собираются на внутренней поверхности чашки.

Обсудите со студентами, что, по их мнению, происходит внутри чашек.

Спросите студентов:

Как вы думаете, что находится внутри верхней чашки?

Студенты должны согласиться с тем, что внутренняя часть верхней чашки покрыта крошечными каплями жидкой воды.

Как вы думаете, как туда попали капли воды с внутренней стороны верхней чашки?

Студенты должны понять, что часть воды в чашке испарилась, заполнив внутреннюю часть верхней чашки невидимым водяным паром.Часть этого водяного пара конденсировалась в крошечные капли жидкой воды, когда она конденсировалась на внутренней стороне верхней чашки.

Объясните: водяной пар покидает горячую воду и заполняет пространство наверху, контактируя с внутренней поверхностью верхней чашки. Энергия передается от водяного пара к чашке, которая охлаждает водяной пар. Когда водяной пар достаточно остывает, притяжение между молекулами сближает их. Это заставляет водяной пар изменять состояние и становиться крошечными каплями жидкой воды.Процесс перехода от газа к жидкости называется конденсацией.

Покажите анимацию, чтобы помочь учащимся понять, что происходит, когда газы конденсируются в жидкое состояние.

Показать анимацию «Конденсация».

Объясните, что быстро движущиеся молекулы водяного пара передают свою энергию той стороне чашки, которая более холодная. Это заставляет молекулы водяного пара замедляться.Когда они достаточно замедляются, их влечение преодолевает их скорость, и они остаются вместе как жидкая вода на внутренней поверхности чашки.

Обсудите, как разработать эксперимент, чтобы выяснить, влияет ли усиленное охлаждение водяного пара на скорость конденсации.

Цель этого обсуждения — помочь студентам лучше понять схему эксперимента, изложенную в процедуре.

Спросите студентов:

Как мы могли бы поставить эксперимент, чтобы увидеть, влияет ли охлаждение водяного пара на скорость конденсации?

Как получить водяной пар, необходимый для этого эксперимента?

Учащиеся могут предложить собрать водяной пар, как в предыдущем упражнении, или собрать его над кастрюлей с кипящей водой, или другим способом.

Нам понадобится более одного образца водяного пара? Следует ли охлаждать один образец водяного пара, а другой — нет?

Помогите учащимся понять, что им потребуется 2 образца водяного пара, только один из которых охлаждается.

Как мы будем охлаждать водяной пар?

У студентов может быть много идей для охлаждения водяного пара, например, помещение образца в холодильник или холодильник, наполненный льдом, или размещение образца водяного пара на улице, если погода достаточно прохладная.

Как узнать, какой образец водяного пара конденсируется быстрее?

Сравнивая размер капель воды, образовавшихся в обоих образцах, студенты могут определить, увеличивает ли охлаждающий водяной пар скорость конденсации.

Попросите учащихся выполнить задание, чтобы выяснить, увеличивает ли охлаждение водяной пар скорость конденсации.

Подробнее об испарении и конденсации читайте в разделе «История учителя».

Вопрос для расследования

Повышает ли охлаждение водяного пара скорость конденсации?

Материалы для каждой группы

• 2 коротких прозрачных пластиковых стакана с широкими краями
• 2 высоких прозрачных пластиковых стакана с меньшими ободками
• Горячая вода (около 50 ° C)
• Лупа
• Лед

Процедура

1. Наполните две широкие прозрачные пластиковые чашки примерно на горячей водопроводной водой.
2. Быстро переверните более высокие чашки по краям каждой чашки с водой, как показано.

3. Положите кусок льда на одну из чашек.

4. Подождите 2–3 минуты.
5. Удалите лед и протрите бумажным полотенцем верхнюю часть чашки, где лед мог немного растаять.
6. Используйте лупу, чтобы изучить верхние части двух верхних чашек.

Ожидаемые результаты

На внутренней стороне верхней чашки под льдом будут более крупные капли воды.

В ожидании результатов попросите учащихся предсказать, увеличит ли усиленное охлаждение скорость конденсации.

Попросите учащихся сделать прогноз:

• Как вы думаете, добавление кубика льда повлияет на скорость конденсации?
• Объясните на молекулярном уровне, почему, по вашему мнению, дополнительное охлаждение может повлиять на скорость конденсации.

Обсудите наблюдения студентов и сделайте выводы.

Спросите студентов:

На какой верхней чашке больше воды?

Чашка со льдом.

Как вы думаете, почему у чашки со льдом внутри больше капель воды, чем у чашки без льда?

Когда водяной пар охлаждается льдом, молекулы воды замедляются сильнее, чем в чашке без льда. Это позволяет их притяжению объединять больше молекул и превращаться в жидкую воду.

Увеличивает ли охлаждающий водяной пар скорость конденсации?

Да.

Какие доказательства из этого упражнения подтверждают ваш ответ?

Студенты должны понимать, что большие капли воды на верхней чашке со льдом указывают на большее количество конденсата. Поскольку водяной пар в обоих наборах чашек конденсировался в течение одинакового промежутка времени, водяной пар в чашке с более крупными каплями должен конденсироваться с большей скоростью.

Объясните примеры конденсации на молекулярном уровне.

Спросите студентов:

Запотевание холодного окна

Когда вы выдыхаете, в вашем дыхании присутствует водяной пар. Когда зимой вы дышите на холодное окно, на окно попадают крошечные капельки влаги или оно «запотевает». Что происходит с молекулами водяного пара, когда они приближаются к холодному окну?

Молекулы воды в вашем дыхании — это водяной пар.Они замедляются, передавая часть своей энергии холодному окну. Притяжение между медленно движущимися молекулами водяного пара объединяет их, образуя крошечные капли жидкой воды.

Теплое дыхание холодным воздухом

Когда вы выдыхаете зимой, вы видите «дым», который на самом деле представляет собой туман из крошечных капелек жидкой воды. Что происходит с молекулами водяного пара от вашего дыхания, когда они попадают в холодный воздух?

Водяной пар в вашем дыхании теплее, чем окружающий воздух.Молекулы водяного пара передают энергию более холодному воздуху. Это заставляет молекулы водяного пара двигаться медленнее. Их притяжение преодолевает их движение, и они объединяются или конденсируются, образуя жидкую воду.

Испарение и конденсация в круговороте воды

Одно обычное место, где вы видите результаты испарения и конденсации, — это погода. Водяной пар в воздухе (влажность), облака и дождь — все это результат испарения и конденсации.Что происходит с молекулами воды на стадиях испарения и конденсации водного цикла?

Энергия солнца заставляет воду испаряться с суши и из водоемов. Когда этот водяной пар поднимается высоко в воздух, окружающий воздух охлаждает его, заставляя конденсироваться и образовывать облака. Крошечные капельки воды в облаках собираются на частицах пыли в воздухе. Когда эти капли воды становятся достаточно тяжелыми, они падают на землю в виде дождя (или града или снега). Дождь течет по суше к водоемам, где может снова испариться и продолжить цикл.

Спроецируйте изображение круговорота воды.

Представьте идею о том, что количество водяного пара в воздухе влияет на скорость конденсации.

Спросите студентов, знают ли они, что такое террариум. Скажите студентам, что террариум — это закрытый контейнер с мхом или другими растениями, в котором постоянно испаряется и конденсируется вода. Сначала скорость испарения выше, чем скорость конденсации.Но по мере увеличения концентрации молекул воды в емкости скорость конденсации увеличивается. В конце концов, скорость конденсации равна скорости испарения, и молекулы воды перемещаются между жидкостью и газом.

Подробнее о равновесии испарения и конденсации читайте в разделе «Информация для учителя».

Спроектировать анимацию «Испарение и конденсация»

Объясните, что анимация движется вверх через образец воды к поверхности.Молекулы воды испаряются (покидают жидкость) и конденсируются (повторно входят в жидкость) одновременно. На анимации показано начало процесса, когда молекулы воды испаряются быстрее, чем конденсируются. Объясните учащимся: если процесс будет продолжаться, скорость испарения и конденсации станет равной.

Таким образом, температура — не единственный фактор, влияющий на конденсацию. Концентрация молекул воды в воздухе также является важным фактором.Чем выше концентрация молекул воды в воздухе (влажность), тем выше скорость конденсации.

Вот почему во влажный день одежда сохнет медленнее. Из-за высокой концентрации водяного пара в воздухе вода конденсируется на одежде. Таким образом, даже если вода испаряется с одежды, она также конденсируется на ней и замедляет высыхание.

Попросите учащихся разработать задание, чтобы понять, почему ветер помогает сушить вещи быстрее.

Объясните студентам, что когда вода испаряется с чего-то вроде бумажного полотенца, в области воздуха непосредственно над бумажным полотенцем появляется немного дополнительного водяного пара из испаряющейся воды. Часть этого водяного пара конденсируется обратно на бумагу, поэтому бумага не сохнет так быстро. Если этот водяной пар уносится движущимся воздухом, как ветер, конденсация будет меньше, и бумага высохнет быстрее.

Спросите студентов:

• Как бы вы спроектировали эксперимент, который может проверить, сохнет ли бумажное полотенце быстрее, если воздух вокруг бумажного полотенца движется?

Слушая предложения студентов, убедитесь, что они определяют переменные и контролируют их. Бумага должна быть в таком же положении, за исключением того, что воздух движется по одному куску, но не по другому. Дуть на него — не лучшая идея, потому что дыхание может иметь температуру, отличную от температуры окружающего воздуха, а также содержит водяной пар. Обе эти переменные могут повлиять на эксперимент. Лучше помахать одним из бумажных полотенец взад и вперед в течение нескольких минут, а другой подержать другое или скотчем, чтобы оно свободно висело.

Материалы

• 2 куска оберточных бумажных полотенец
• Вода
• Капельница

Процедура

1. Нанесите одну каплю воды на два куска коричневого бумажного полотенца.
2. Попросите вашего партнера подержать один, пока вы держите другого в воздухе.
3. Примерно через 30 секунд сравните бумажные полотенца, чтобы увидеть разницу в том, насколько они влажные или сухие.
4. Повторяйте шаг 3, пока не заметите разницу между влажными пятнами на бумажном полотенце.

Ожидаемые результаты

Вода на бумажном полотенце, по которой движется больше воздуха, должна высохнуть быстрее, чем другое бумажное полотенце на столе.На бумажном полотенце на столе был воздух, над которым было немного больше влаги, которая снова конденсировалась на бумаге. Это замедлило процесс высыхания. Бумага, колеблющаяся в воздухе, не имела влажного воздуха вокруг и не конденсировалась, поэтому она высыхала быстрее.

Используйте процессы испарения и конденсации для очистки воды.

Для очистки воды можно использовать испарение и конденсацию.Представьте, что может случиться, если цветная вода испарится, а затем конденсируется.

Вопрос для расследования

Если окрашенная вода испаряется и конденсируется, будет ли какая-либо окраска в производимой воде?

Материалы для каждой группы

• 1 короткий прозрачный пластиковый стакан с широким ободом
• 1 высокий прозрачный пластиковый стакан с меньшим ободком
• Горячая вода
• Пищевой краситель
• Кубик льда
• Белая салфетка или бумажное полотенце

Процедура

1. Налейте горячую воду из-под крана в широкий прозрачный пластиковый стаканчик примерно на.
2. Добавьте 1 каплю пищевого красителя и перемешивайте, пока вода не станет полностью окрашенной.

3. Переверните другую прозрачную пластиковую чашку вверх дном на чашку с горячей водой, как показано. Поместите кубик льда на верхнюю чашку, чтобы конденсация образовалась быстрее.

4. Подождите 1–3 минуты, чтобы водяной пар конденсировался в жидкую воду на внутренней поверхности верхней чашки.
5. Используйте белое бумажное полотенце, чтобы протереть внутреннюю часть чашки, чтобы проверить ее цвет.

Ожидаемые результаты

Вода, скапливающаяся внутри верхней чашки, будет бесцветной. Цвет останется в нижней чашке.

Объясните, что процесс, описанный в методике, называется дистилляцией. Во время дистилляции воду, в которой растворены вещества, можно очистить (если эти вещества не испаряются легко). Когда вода испаряется и конденсируется, пищевой краситель остается, и чистую воду можно собирать и использовать.

Будет ли чаша с водой переполняться, когда лед тает?

Мэри Халибертон
Чартерная школа Калейдоскоп
Отсего, МН 55301

Резюме

Ученики определяют, повлияет ли таяние льда на уровень воды.

Целей обучения

Этот эксперимент предназначен для обучения студентов навыкам наблюдения и записи данных. Вот некоторые из словарных слов, которые будут использоваться: смещенный, расширенный, объемный.

Контекст использования

Этот эксперимент можно проводить как в классе, так и в небольших группах. Его следует начинать сразу же утром, так как им нужно будет периодически наблюдать и записывать свои выводы. Это упражнение следует использовать при обучении твердым и жидким веществам.

Предмет : Химия: Общая химия
Тип ресурса : Деятельность: Классная деятельность
Уровень : Начальная школа (K-2)

Описание и учебные материалы

Материалы: бумажное полотенце, тарелка (блюдце), прозрачный пластиковый стаканчик (типичный размер для питья), кубики льда, пищевой краситель, холодная вода.
Сначала сложите бумажное полотенце на четверти и положите на тарелку.Поставьте чашку на бумажное полотенце и добавьте кубики льда. Затем налейте в чашку столько воды, чтобы она почти переполнилась. Добавьте пару капель пищевого красителя. Бумажное полотенце все еще должно быть сухим. Замените его, если он намокнет. Наконец, дайте чашке спокойно постоять, пока весь лед не растает. Теперь студенты сделают свои наблюдения и прогнозы. В течение дня предложите им снова посетить свою чашку, чтобы записать больше наблюдений.
В конце дня попросите студентов сообщить о своих результатах. Они узнают, что уровень воды в чашке остается прежним.Вот тогда спросят, почему, и будет обсуждение. Обязательно используйте в это время словарный запас. Лед занимает больше места, чем вода (потому что лед расширяется), поэтому, когда лед тает, он сжимается и умещается в пространстве, равном объему воды, которую он вытеснил.

Учебные заметки и советы

Убедитесь, что ученики не трогают свои чашки. Иногда, когда их столы ударяются, вода проливается на бумажное полотенце, и они думают, что оно переполнено.Я держу их на столешнице в моем классе и удостоверяюсь, что, когда они наблюдают и записывают, они находятся в одном шаге от стойки.

Оценка

Попросите учащихся записать свое последнее наблюдение и пару предложений о том, почему это произошло. Им не нужно использовать словарные слова при написании, потому что мы ищем знания для понимания этой научной концепции.

Стандарты

2.2.1.2.1 Наблюдать, записывать и осознавать, что вода может быть твердой или жидкой и может переходить из одного состояния в другое, и что количество воды остается неизменным, когда она тает и замерзает.

Ссылки и ресурсы

Как определить, нужно ли герметизировать гранит

В Granite Gold® мы считаем, что никогда нельзя запечатывать гранит слишком часто, чтобы обеспечить превосходную защиту от пятен, потускнения и травления. Тем не менее, важно понимать, когда ваш гранит нужно герметизировать, если существующее покрытие стерлось. Некоторые типы гранита также более пористые, чем другие, и требуют более частой герметизации. Если вам нужен простой способ проверить, не пора ли герметизировать гранит, попробуйте этот простой тест с водой, который займет всего 30 минут вашего времени.

Тест на воду для гранитных столешниц

Водный тест — это быстрый и простой способ проверить уплотнение вашей гранитной столешницы. Все, что вам нужно сделать, это налить небольшое количество воды (около 3 дюймов в диаметре) на различные секции счетчика и дождаться реакции. Вы можете сказать, впиталась ли вода в камень, потому что гранит потемнеет. При проведении теста вода должна оставаться в течение 30 минут, но вы можете заметить, что гранит темнеет быстрее, если уплотнение изношено.

Если ваш гранит потемнеет до истечения 30 минут, его необходимо как можно скорее закрыть. Гранит либо не имеет защиты от пятен и впитывает чистящие средства или любые жидкости, пролитые на столешницу, либо существующий герметик изнашивается и обеспечивает слабую защиту. Сразу же нанесите новый слой гранитного герметика, чтобы предотвратить появление пятен и тусклость.

Если гранит не потемнеет в течение 30 минут, это означает, что он имеет прочное уплотнение, обеспечивающее отличную защиту. Для гранитного герметика совершенно нормально, когда вода в конечном итоге проникает в камень, но должно пройти не менее 30 минут, прежде чем лужа воды начнет темнеть.

В конечном счете, вы не можете перекрыть гранит или другие типы натурального камня, поэтому даже если ваши счетчики выдержали испытание водой, нет ничего плохого в том, чтобы снова запечатать их. Многие домовладельцы заклеивают гранит несколько раз в год. Частая герметизация защищает поверхность камня, обеспечивая длительную стойкость к травлению, появлению пятен и накоплению грязи.

После того, как вы запечатали свои гранитные столешницы, регулярно очищайте их с помощью специально разработанного средства для чистки гранитных столешниц и поддерживайте блеск с помощью полироли, безопасной для камня. Уход за гранитом и другими видами натурального камня очень важен, и очень важно использовать продукты, которые не повредят камень. В Granite Gold® мы предлагаем широкий спектр средств для чистки, герметизации и полировки, благодаря которым ваши прилавки будут выглядеть красиво на долгие годы. Позвоните нам сегодня по телефону 1-800-475-STONE, чтобы узнать больше.

Ленни Скиаррино (он же Ленни С.) и Ленни Пеллегрино (он же Ленни П.) выросли в семейном бизнесе и являются соучредителями Granite Gold®.

Иногда кубики льда в лотках для льда в морозильной камере приобретают форму сталагмитов без каких-либо очевидных, необычных помех. Не могли бы вы объяснить, в чем причина этого?

Стивен Моррис, профессор экспериментальной нелинейной физики в Университете Торонто, ведет веб-страницу только по этой теме.Поэтому мы попросили его ответить на вопрос:

Вода — один из тех редких материалов, который расширяется при замерзании. Если ледяная корка с небольшим отверстием образуется над жидкой водой, она может удерживать жидкость внизу, не оставляя места для расширения во время замерзания. Итак, когда вода начинает затвердевать, она выталкивается вверх через отверстие и начинает замерзать по краю отверстия, образуя полый заполненный водой шип.

Вода продолжает двигаться вверх по шипу, создавая небольшую самодельную соломинку из соды, которая может стать довольно длинной и тонкой.В конце концов, вся вода замерзает, и шип становится твердым. Энергия, необходимая для подъема воды в шип, полностью исходит от расширения воды, когда она замерзает.

Некоторые особенности, которые определяют способ кристаллизации воды, играют важную роль в процессе образования шипов. Форма кристаллов льда зависит от скорости охлаждения и, следовательно, от температуры воздуха. Пики обычно образуются, когда температура окружающего воздуха значительно ниже 0 градусов Цельсия, что приводит к быстрому замерзанию — оптимальной оказывается температура воздуха около –7 градусов C (20 градусов по Фаренгейту).

При быстром охлаждении кристаллы выглядят как листы, которые быстро покрывают поверхность, при этом некоторые листы свисают в воду, как занавески. Эти кристаллиты имеют тенденцию соединяться друг с другом под углом 60 градусов, как это делают рукава снежинки. Они имеют тенденцию оставлять на поверхности треугольные отверстия; следовательно, шипы часто имеют треугольное основание. Боковые стороны шипа иногда являются продолжением ранее существовавших кристаллитов, которые находятся ниже поверхности замерзающей воды.Это объясняет, почему некоторые шипы могут выступать от поверхности под крутыми углами. Также можно получить конструкции, похожие на маленькие перевернутые пирамиды или «ледяные вазы», ​​если вода стекает до полного замерзания.

Чистая вода лучше всего подходит для образования шипов, как и контейнер с вертикальными стенками, например лоток для льда. Люди часто видят шипы в ваннах для птиц или в мисках для питья домашних животных, которые оставляют снаружи на ночь. Они довольно редко образуются естественным путем — например, на поверхности озер или прудов — потому что скорость охлаждения естественных водоемов обычно недостаточно высока.Однако иногда они могут образовываться на падающих гранулах мокрого снега.

Как приготовить бульон и бульон

Мы выбираем эти продукты независимо — если вы покупаете по одной из наших ссылок, мы можем получать комиссию.

Если бы мы могли выбрать хотя бы одно магическое превращение в кулинарии, это был бы запас. Добавление в обычную воду аромата мяса, костей и овощей — это древний, но элементарный магический трюк, который никогда не устареет. Хороший бульон или костный бульон — это чудо насыщенного вкуса и питания.Но если бульон в коробках и банках легко доступен, стоит ли готовить бульон и бульон? Абсолютно. Легко ли найти время и место для создания этой кухонной магии? Нет, это не всегда легко. Итак, давайте поговорим о том, как передать это волшебство вам сейчас, в реальном мире, как домашнему повару. Магия акций может быть вашей; вам просто нужно открыть для себя пять умопомрачительных правил акции. Ты никогда не вернешься.

Ускоренный курс на складе | Кулинарная школа

Почему бульон и бульон так важны?

Пока что в кулинарной школе мы узнали о рисе и бобах, поговорили о приготовлении на пару и овощах, а также узнали о мясе, птице и рыбе.И скоро мы узнаем о соусах и приправах. Однако есть одна вещь, которая связывает все эти уроки вместе, — это бульон (или бульон). Хорошо приготовленный, хорошо выдержанный бульон на лучше, чем вода во всех перечисленных выше вещах, и может быть разницей между блюдом, за которое люди благодарят вас, и тем, где они облизывают тарелки и требуют ваш рецепт. Это буквально секретный ингредиент. И лучшая часть секрета в том, что вы можете сделать это из кухонных отходов, и большая часть работы связана с ожиданием.

Начните здесь: Часто задаваемые вопросы о бульоне и бульоне

Прежде чем мы начнем готовить, несколько общих вопросов и ответов.

В чем разница между бульоном и бульоном?

Бульон и бульон: в чем именно разница? А есть вообще разница? Ну да. И это тонко, но важно. И это сводится (извините, извините) к следующему: Stock — это ингредиент в еде, но бульон может быть самим едой. На практике, однако, эти два термина используются взаимозаменяемо (даже производителями продуктов питания), но между ними существует три общепринятых различия.

Хорошо, но как насчет костного бульона? Это его собственное дело?

Ладно, костный бульон. Этот любимый палео, супервязкий, насыщенный и полезный бульон, которым клянутся некоторые повара и едоки. Послушайте, костный бульон, несмотря на его заманчиво аллитерационное название, просто бульон, но очень долго тушеный бульон. Некоторые повара рекомендуют готовить его до 18 часов или даже дольше, чтобы хрящи костей и суставов мягко растворились в бульоне.Костный бульон — великолепная штука, но в этом нет ничего нового: это просто апофеоз давно приготовленного идеально желатинизированного бульона.

Какие основные типы акций?

Большинство бульонов делятся на две категории: коричневых бульонов (жареные кости и / или овощи) и белых бульонов (если их не жарят). Любой вид бульона можно приготовить из говядины, курицы, рыбы или даже просто овощей. Коричневые бульоны могут добавить глубокий, богатый вкус, но белые бульоны универсальны и могут добавить нежности к разнообразным блюдам.

Хороший вопрос! У можно купить , просто бульон и бульон, конечно. Бульон в коробках — это замечательный продуктовый ярлык, без которого мы никогда не могли бы обойтись. (Вот некоторые из наших любимых.) Но научиться готовить бульон — по крайней мере частично — это процесс обучения приготовлению пищи для себя собственный . Домашний бульон — одно из первых мест, где вкус и аромат полностью зависят от ваших личных предпочтений. Любой бульон, который вы сделаете, неизбежно будет уникальным для вас: это будет зависеть от комбинации ингредиентов, которые вы добавляете — если вы хотите больше лука, или не хотите добавлять горошины перца, или хотите сочетать говяжьи и куриные кости, вы можете .И все, что вы затем сделаете с этой ложей, будет тогда, в действительности, чем-то, что могли бы сделать только , вы, . Что вроде изящно.

Плюс чертовски приятно складывать аккуратные кубики замороженного бульона в морозильную камеру. По чистому самодовольству в кулинарии почти не с чем соперничать. Но как добраться до этой точки чистого удовлетворения? Давайте займемся этим дальше.

Как сделать запас (и реально вписать его в свою жизнь!)

Хорошо, так как же сделать так, чтобы этот волшебный материал стал частью своей жизни? Акция — это очень просто, и мы писали об этом миллион раз.Но держим пари, что вы не делаете запасы не потому, что не знаете, как это сделать, а потому, что это кажется лишним и у кого есть время на лишнее? Но мы клянемся, что запасы могут быть не просто легкими, а полной победой над пищевыми отходами. Есть всего несколько правил, которые вам нужно усвоить глубоко.

Правило 1: Все лучше воды

Если вы читаете поваренные книги, вы можете подумать, что вам нужен су-шеф, который днем ​​и ночью следит за огромной кастрюлей, нежно снимает верхнюю часть и осторожно доводит ее до совершенства.Нет нет! Забудь про это.

Первое правило бульона и бульона, ребята, таково: Самый слабый бульон или бульон по-прежнему лучше воды . Что-то лучше, чем ничего. Не ждите идеальной акции или идеального момента! Да, это своего рода ву-ву, но не забывай — это так важно. Когда у вас есть возможность пополнить запасы, сделайте запас. Даже если хотите, О, но у меня только одна луковица, а этот рецепт требует две луковицы . Скажи это вслух. Это вздор.Сделайте бульон из одной луковицы. Это лучше, чем вода.

Хорошо, но каков шанс ? Признание возможности акций — это половина дела. Акция начинается не только с поездки к мяснику за 25 долларов. Вот короткий и неполный список остатков еды и отходов, которые могут пополнить ваш запас.

Заполните подробности ниже в комментариях! Какие кости и объедки вы бросили в кастрюлю или в морозилку на потом? Кстати о морозильной камере…

Правило 2: товар появляется немедленно!

Самое важное правило создания запасов — , вы не ждете .Вы не говорите О, я сделаю запасы в следующую среду вечером . Это искушение: вы жарите курицу или партию голеней, смотрите на кости и кладете их в холодильник на «потом» или на то, когда вы купите вторую луковицу. Нет! Ошибка! Опасно, Уилл Робинсон! Опасность! Сделайте этот запас прямо сейчас .

ИЛИ, штраф . Поскольку мы не совсем безрассудные монстры и понимаем, что жизнь иногда не позволяет вам даже запустить партию бульона в мультиварке, примите действие , по-другому, и немедленно заморозит ваши запасы. В любом случае, когда у вас есть что-то хорошее на складе, вы сразу с этим разбираетесь. . Никаких ожиданий, никакой зоны ожидания, никаких желаемых мыслей о том, как ты вернешься к ней через несколько ночей.

Практический вывод: Держите в морозильной камере пару больших закрывающихся пакетов или пластиковых контейнеров: наполните один куриными или говяжьими костями, оставшимися после приготовления. Они даже не обязательно должны быть из одного блюда! Наполните другой овощными обрезками. Это отличное место, чтобы положить вянутые овощи, концы сельдерея, кожуру моркови, а также лук и его кожуру.На самом деле, сюда подходит все, что вы думаете, может быть хорошим ароматным. Ботинки фенхеля? Для этого они были созданы. Зеленые части лука-порея? Абсолютно. Также хорошо подходят твердые сырные корки, такие как пармезан или пекорино.

То, что вам не следует замораживать или хранить на складе: Единственные овощи, которые вы не хотите добавлять, — это крахмалистые продукты, такие как картофель, или крестоцветные овощи, такие как капуста или брокколи. Это придаст неприятный запах и текстуру.

Правило 3: лучший запас готовит няня

Хорошо, значит, у вас есть несколько костей или половинка курицы, до которых вы не дойдете, или ваша морозильная камера полна всякой всячины.Время для няни. И мы не имеем в виду те, которые стоят 20 долларов в час и пинту мороженого. Запас должен быть сделан в любом устройстве или сосуде, позволяющем вам вставлять ВСЕ, что вы хотите использовать, а затем уходить так долго, как вы можете. Это может быть сковородка быстрого приготовления , мультиварка или глубокая сковорода в духовке с низким уровнем нагрева . Все, что подходит вам в качестве няни, и которое будет держать инвентарь при безопасной температуре выше 140F до тех пор, пока вы хотите его оставить.

Наши любимые няни: Если у вас мало времени или вы хотите «быстро» приготовить бульон, скороварка, такая как Instant Pot, — ваш друг.В общей сложности это все равно займет около трех часов, но это примерно половина времени — или меньше — дневного сеанса работы с плитой. Давление очень хорошо помогает извлечь аромат из костей и овощей. Единственный недостаток заключается в том, что вы ограничены размером имеющейся у вас машины.

И наоборот, если у вас много времени, но вы ищете удобства, то мультиварка отлично подойдет для того, чтобы держать бульон на медленном огне в течение нескольких часов. Однако некоторые люди обнаруживают, что он никогда не становится достаточно горячим, чтобы получить достаточно аромата.И действительно, мы рекомендуем оставить его на более длительный срок, чем на плите — до 24 часов. Но это трудно превзойти по легкости.

Правило 4: Рецепта нет, только вода поверх того, что у вас есть (альтернативно: чрезмерная оптимизация — ваш враг)

Если вы просто пытаетесь быть поваром, который готовит запасы, потери ноль остатки и выстраивайте замороженные кубики бульона для сладкого, сладкого хвастовства, чрезмерная оптимизация — ваш враг. Забудьте о второй луковице. Не обращайте внимания на наших милых и удивительных кузенов в America’s Test Kitchen и отключите звук Кенджи в Twitter.La-la-la-la идеальный бульон, обжаренный при этой температуре, давайте попробуем другой способ — закройте уши! Не стремитесь к идеалу. Просто сделай это .

Можно жарить овощи с косточками или нет. Вы можете очистить куриные голени, которые ваши дети отобрали с тарелок, и аккуратно бросить их в мультиварку. (Восстановление остатков их придирчивости будет казаться моральной победой эпических масштабов. Наслаждайтесь этим.)

Достаточно того, что у вас в горшке .Залейте его холодной водой на пару дюймов. Добавьте травы, если они у вас есть. (Игнорируйте это, если вы этого не сделаете.) Доведите до кипения, а затем уменьшите до кипения. ( Профессиональный совет: При приготовлении бульона с костями столовая ложка чего-то кислого, например уксуса или лимонного сока, помогает разрушить хрящ и сделать бульон еще богаче.) Затем вы передаете его своей няне (мультиварка, Instant Pot, духовку) и делайте что-нибудь совсем не кухонное. Почувствуйте себя расслабленным и добродетельным, когда вы думаете, что ваша няня превращает ваши компостируемые вещества в жидкое чудо.

Вы можете снимать жир и другие кусочки сверху (здесь особенно полезен флотатор), но, строго говоря, это не обязательно. В любом случае у вас будет вкусный густой бульон, который можно использовать в супах, для придания вкуса зернам, для приготовления соусов или для сотен других вещей.

Как долго варить бульон? Всего лишь час (опять же, лучше, чем вода!) Или несколько дней, если бульон хранится при безопасной температуре. Если за вашим товаром присматривает уважаемая и ответственная няня, вы можете уйти и вернуться только тогда, когда будете готовы с этим разобраться.

Правило 5: Приправляйте бульон (но не позволяйте этому вас останавливать!)

Лоб традиционно приправляется комбинацией трав и специй, называемой букетом гарни. Некоторым поварам нравится завернуть их все в сырную ткань или небольшой пакет, чтобы быстро вытащить их все, не копаясь. Другие повара не беспокоятся — и процеживают травы, когда они удаляют остальные ингредиенты. Традиционные французские версии включают тимьян, петрушку, перец горошком, лавровый лист и даже гвоздики или два.Но вы можете менять приправы в зависимости от того, что вам нравится, и как вы хотите использовать бульон! Если вам нравится больше азиатских блюд, попробуйте лемонграсс и имбирь . Если вы хотите поэкспериментировать, попробуйте листьев фенхеля или даже ягод можжевельника . Только не солить!

Это может показаться суетливым, но стоит потратить пару долларов на небольшой пакет для хранения трав, перца, лаврового листа и любых других небольших ароматических веществ, которыми вы, возможно, захотите наполнить свой бульон.Порезать заблудший перец или вырвать немного лаврового листа из супа — не самое худшее, что может случиться, но это неприятно, и решение одновременно дешевое и простое.

И снова — смысл здесь темы? — из любви к Джулии Чайлд, не позволяйте отсутствию всего вышеперечисленного помешать вам бросить оставшуюся кучу куриных крылышек, рибайную кость или весь этот полуживой лук в углу кухни в кастрюлю с супом. ПРОСТО СДЕЛАТЬ.

На протяжении всего курса мы настаивали на том, чтобы вы добавляли больше соли, чем вам удобно, в воду для макарон, на стейк и курицу и даже на сушеные бобы.В наличии, забудьте об этом. Не приправляйте бульон солью .

На это есть две причины. Во-первых: бульон — это ингредиент, и в идеале мы должны использовать , концентрируя вкусов, поэтому даже небольшое количество соли может оказаться чрезмерным в готовом продукте. Во-вторых, вы не знаете, сколько штук этого ингредиента вам понадобится для будущих блюд. Лучше подождать и добавить в финальное блюдо соль. Не волнуйтесь, если запас «пресный» — это еще не готовый продукт.

Повышение уровня! Советы от профессионалов по бульону и бульону

Не позволяйте ничему помешать вам начать готовить запасы. Но вот несколько дополнительных советов для особых случаев.

Как сделать овощной бульон потрясающим на вкус

Овощной бульон немного отличается от бульона на костной основе, так как готовится не так долго (и, конечно, в нем нет желатина) . Таким образом, они ближе к бульонам, хотя они такие же ароматные и универсальные, как и любой хороший куриный или говяжий бульон.

Фактически, овощные стоки могут иметь гораздо более широкий спектр вкусовых качеств из-за огромного количества продуктов, доступных для использования. Морковь, сельдерей и лук являются отправными точками (и, как мы отметили выше, следует избегать картофеля, капусты или брокколи), но если вы ищете более мясной бульон, попробуйте добавить помидоров без семян (см. Инструкции в наш макаронный день видео), грибов или бобов . Для получения более сладкого бульона добавьте обрезков тыквы , кукурузных початков или , увеличьте количество моркови .И, конечно же, если у вас есть конкретный суп, вы можете сосредоточить бульон на овощах, которые вы будете использовать в супе, чтобы сбалансировать вкус.

При приготовлении овощного бульона он помогает разрезать овощи на более мелкие кусочки — тем более, что он готовится в течение более короткого времени, это увеличивает доступную площадь поверхности и помогает ингредиентам лучше ароматизировать бульон.

Последнее препятствие на пути к тому, чтобы стать поваром, готовящим бульон: охлаждение! (Не волнуйтесь — у нас есть план.)

Хорошо, так что, как только вы сделаете для своего запаса — обжарите кости и овощи, залите их холодной водой, бросьте в букет гарни, а затем прочитайте свою любимую обложку коллекции MFK Fisher, пока она кипит готово! Вкусно.

Что теперь? Во-первых, вы отфильтровываете ингредиенты, выполнившие свою величайшую судьбу, с помощью дуршлага или паука и кладете их в компост или мусор. У вас остался огромный горшок с горячей жидкостью и очень , которую нужно охладить, прежде чем ставить в холодильник.Что вы делаете? Вот несколько вариантов:

Волшебный трюк для более удобного хранения запасов

Есть еще один трюк, который также кажется довольно необычным и шеф-поваром. Но это один из лучших способов справиться с домашним инвентарем с минимумом хлопот . Запасы хранятся в холодильнике несколько дней, но в морозильной камере они хранятся шесть месяцев или дольше. Поскольку недвижимость в морозильной камере часто бывает в цене, для длительного хранения вы можете сделать одну вещь — сконцентрировать ароматизаторы в упаковке меньшего размера, уменьшив запасы и заморозив их на кубики.(Эти очень большие лотки для стандартных кубиков работают очень хорошо, хотя подойдет и любой лоток для кубиков льда.) Это похоже на идею с упакованным бульоном, хотя и не так экстремально.

Как уменьшить бульон: Самый простой способ сделать это — вынуть из бульона кости и овощи, а затем снова довести до кипения. По мере того, как вода выкипает, бульон становится все гуще и гуще. Насколько сосредоточенно вы хотите сделать это, зависит от вас — в зависимости от того, как долго вы хотите, чтобы это происходило, и сколько места вам нужно сэкономить.Чтобы использовать его, просто снова разбавьте его водой!

Видите ли, мы просто убрали худшую часть работы с запасами: бродить по кухне с кружащейся кастрюлей с горячей жидкостью.

Если сегодня вы узнаете только одну вещь…

Хорошо, вам нужно спросить? Скажем все вместе: ПРОСТО СДЕЛАТЬ. Возьмите те обрезки, обрезки и кости, которые собираетесь выбросить в мусорное ведро, и вместо этого выбросьте их в мультиварку. Сделайте это сейчас, сделайте это сразу после ужина, а если вы не готовы убрать бульон через 12 часов, снова включите мультиварку еще на 12 часов.

Чего вам не нужно

Нужно выучить

Чему вам не нужно учиться? Все, что может помешать вам сделать запасы , когда у вас есть крошка остатков, которые могут получить вторую жизнь, сваренные на медленном огне и выжатые в еще один момент питания. Пример: профессиональные повара в высококлассных кулинарных школах традиционно учатся «осветлять» продукты. Это удалит жир и любые небольшие остатки пищи. Цель состоит в том, чтобы сделать его «настолько ясным, что вы могли бы прочитать его в газете» — это называется consommé.Но так же, как большинству из нас больше не доставляют газеты на дом, нам не нужен запас, чтобы быть в курсе. Вы можете оставить все это, особенно домашним поварам, для которых настоящая ценность — это вкус.

У нас есть рекомендации по базовому снаряжению в нашем контрольном списке оборудования, но вот еще несколько инструментов, специально предназначенных для овощей, которые могут сэкономить время. и разочарование.

5 основных рецептов на складе

У всех наших заданий есть три варианта, в зависимости от того, сколько времени у вас есть сегодня.Делать то, что вы можете; вернись, чтобы узнать больше позже!

Задание на 15 минут: смотрите и читайте

Посмотрите видео и поразмышляйте над пятью правилами, указанными выше. Если вы еще не сделали этого, посмотрите видео ускоренного курса выше. После этого прочтите пять приведенных выше правил и продумайте их, думая о своей жизни: где вы можете запутаться, когда готовите бульон из остатков еды? Что нужно для того, чтобы превратиться в мастера зелий, суповой дивизион?

Задание на 45 минут: практика!

Проведите научный эксперимент с овощным бульоном: В то время как мясные запасы могут занять весь день, овощные запасы собираются немного быстрее.Так что для более быстрого задания прочтите этот рецепт и приготовьте овощной бульон. Используйте те ингредиенты, которые есть или хотите, но постарайтесь по возможности включить лук, морковь и сельдерей (и избегайте брокколи или капусты). Пока бульон закипает, установите таймер на десять минут, возьмите около 1/4 стакана бульона и промаркируйте его. Повторяйте каждые десять минут в течение 30 минут или до часа, пока у вас есть время. Затем процедите бульон и остудите.

Проверьте свою работу: Поместите запасы разных времен рядом друг с другом и сравните.Есть ли изменения в цвете? Понюхайте их: они пахнут по-другому? Если они достаточно крутые, дайте каждому по глотку. Насколько сильно отличается последний запас от первого?

Задание на 2+ часа: растянись

Сделай куриный бульон! Если вы сохранили свои кости на уроке с домашней птицей, сейчас самое время достать их! Если вы не сохранили их или не завершили этот урок, вы можете купить курицу. Мы рекомендуем крылья: эти маленькие, но мощные части цыпленка полны соединительной ткани, большого количества нежных костей и приличного количества жира — все это делает бульон более насыщенным.

Выберите один из следующих рецептов куриного бульона: плита, электрическая скороварка или мультиварка, и приступайте к приготовлению бульона. Вы можете поджарить ингредиенты (тушка из урока домашней птицы уже должна быть обжарена) или оставить их необжаренными для получения белого бульона. Каким бы вкусом вы его ни ароматизировали, не добавляйте соли! (Остаточная соль от жареного цыпленка подойдет.) Если вы , а не , используете метод скороварки, попробуйте варить бульон не менее двух часов, а затем до шести или более, и вытащите примерно 1/4 стакан бульона каждые 30 минут и промаркируйте его.Затем процедите бульон и остудите.

Проверьте свою работу: Поместите запасы разных времен рядом друг с другом и сравните. Есть ли изменения в цвете? Понюхайте их: они пахнут по-другому? Дайте каждому по глотку. Насколько сильно отличается последний запас от первого? Если вы сделали бульон для скороварки, у вас не получится этого сделать. Но вы можете купить куриный бульон в магазине и сравнить его вкус и цвет. Необязательно: после того, как вы сравните запасы, верните в горшок все, кроме четверти стакана, и уменьшите его вдвое.Затем сравните уменьшенный запас, задав те же вопросы .

Что нужно, чтобы быть экспертом в области изготовления запасов

Изготовление инвентаря — одна из немногих кухонных техник, в которой вы можете стать экспертом практически сразу: это очень просто, очень легко и сложно ошибиться. Это отличный способ обрести уверенность на кухне, и с использованием домашнего бульона практически каждый раз, когда вы добавляете воду в закуски, — отличный способ начать готовить собственные рецепты.

Следите за своими одноклассниками и делитесь своими вопросами и успехами в Instagram и Twitter с помощью #kitchncookingschool.

Вы также можете присоединиться к когорте вашей кулинарной школы Kitchn в нашей группе Kitchn в Facebook, которая в этом месяце посвящена всему, что связано с кулинарной школой.