Почему при кипении воды, пузыри выделяются на дне и стенках сосуда?

Question

Почему пузыри не образуются на поверхности? Почему пузыри образуются вплоть до испарения всей жидкости (воздух бесконечен) ?

Answer 1

При нагревании дно имет температуру гораздо больше температуры кипения воды. Допустим, 400 градусов. Поэтому, вода в месте контакта с металлом сразу превращается в пар, который стремится подняться на поверхность. Но, поскольку его место сразу занимает холодная вода, этот процесс поначалу незаметен. (Можно только услышать шум чайника в начале нагрева. ) Когда температура воды приблизится к 100 градусам, процесс занимает весь объем . Металлические стенки тоже достаточно горячие, особенно внизу, хотя и не так, как дно.

Answer 2

Кипение с точки зрения техники - это теплобмен с жидкостью, при котором температура поверхности больше температуры жидкости. Поэтому на поверхности жидкость переходит в газ (газобразная вода - это и есть пар) - образуются пузырьки, которые уносятся конвективным потоком и архимедовой силой вверх. Если температура жидкости существенно ниже температуры кипения, то пар быстро переходит снова в жидкость - пузырьки исчезают, а мы слышим характерный шум. Этот процесс называется "пузырьковое кипение". Оно наблюдается при температурах воды практически от нуля градусов и обеспечивает очень эффективный теплобмен, но обыватель этот режим за кипение не считает: "чайник шумит, но еще не кипит". Когда температура жидкости близка к температуре кипения, мы слышим затихание шума, а вода белет от пузырьков - пузырьки перестали "схлопываться". Затем температура воды достигает точки кипения, и вместо пузырьков на нагретой поверхности образуется сплошная "подушка", или пленка пара. Пар отрывается в виде больших пузырей и движется вверх - мы наблюдаем бурление и слышим бульканье, для нас это признак того, что "вода закипела". В технике этот процесс называется "пленочное кипение", которое сопровождается резким падением эффективности теплопередачи, поэтому надо выключать чайник, чтоб не перегреть нагреватель, теперь окруженный подушкой из пара, а не жидкостью. В технике чтоб отдалить наступление пленочного кипения повышают давление - с ним повышается и температура кипения жидкости. Пленочное кипение наблюдается также в случае, когда температура поверхности не просто выше, а СУЩЕСТВЕННО выше температуры кипения жидкости. Капните каплю воды на раскаленную плиту - и водяной шарик долго бегает по ней на подушке пара. Сталевары суют мокрую руку в расплавленный металл и не обжигаются, а чтоб заморозить терминатора Т-1000 из второй серии, Саре Коннор и е банде пришлось бы в буквальном смысле макать этого урода за уши в цистерну с жидким азотом, и возможно - не один час)