Если жидкость нагревать, то при определенной температуре она закипит. При кипении в жидкости образуются пузырьки, которые поднимаются наверх и лопаются. В пузырьках содержится воздух, в котором присутствует водяной пар. Когда пузырьки лопаются, то пар вырывается, и, таким образом, жидкость интенсивно испаряется.

Разные вещества, находящиеся в жидком состоянии, кипят при своей, характерной для них температуре. Причем эта температура зависит не только от характера вещества, но и от атмосферного давления. Так вода при нормальном атмосферном давлении кипит при 100 °C, а в горах, где давление ниже, вода кипит при более низкой температуре.

Когда жидкость закипает, то дальнейший подвод к ней энергии (тепла) не увеличивает ее температуру, а просто поддерживает кипение. То есть энергия тратится на поддержание процесса кипения, а не на поднятие температуры вещества. Поэтому в физике вводится такое понятие как удельная теплота парообразования (L). Она равна количеству тепла, необходимому для того, чтобы полностью выкипел 1 кг жидкости.

Понятно, что у различных веществ своя удельная теплота парообразования. Так у воды она равна 2,3 · 10 6 Дж/кг. У эфира, который кипит при 35 °C, L = 0,4 · 10 6 Дж/кг. У ртути, кипящей при 357 °C, L = 0,3 · 10 6 Дж/кг.

В чем же заключается процесс кипения? Когда вода нагревается, но еще не достигнута температура ее кипения, в ней начинают образовываться маленькие пузырьки. Обычно они образуются на дне емкости, так как обычно нагревают под дном, и там температура выше.

Пузырьки легче окружающей их воды и поэтому начинают подниматься в верхние слои. Однако здесь температура еще ниже, чем у дна. Поэтому пар конденсируется, пузырьки становятся меньше и тяжелее, снова опускаются вниз. Так происходит до тех пор, пока вся вода не прогреется до температуры кипения. В это время слышен шум, предшествующий кипению.

Когда достигнута температура кипения, пузырьки уже не опускаются вниз, а всплывают на поверхность и лопаются. Из них вырывается пар. В это время слышен уже не шум, а бульканье жидкости, которое говорит о том, что она закипела.

Таким образом, при кипении, также как при испарении, происходит переход жидкости в пар. Однако, в отличие от испарения, которое происходит только на поверхности жидкости, кипение сопровождается образованием пузырьков, содержащих пар, по всему объему. Также в отличие от испарения, которое происходит при любой температуре, кипение возможно лишь при определенной, характерной для данной жидкости температуре.

Почему чем выше атмосферное давление, тем температура кипения жидкости больше? Воздух давит на воду, и, следовательно, создается давление внутри воды. Когда образуются пузырьки, в них пар также давит, причем сильнее, чем внешнее давление. Чем больше давление из вне на пузырьки, тем сильнее в них должно быть внутреннее давление. Поэтому они образуются при более высокой температуре. А значит, и вода кипит при более высокой температуре.

Чтобы приготовить различные вкусные блюда, часто необходима вода, и, если ее нагревать, то она рано или поздно закипит. Каждый образованный человек при этом знает, что вода начинает кипеть при температуре, равной ста градусам Цельсия, и при дальнейшем нагревании ее температура не меняется. Именно это свойство воды используется в кулинарии. Однако далеко не всем известно, что это бывает не всегда так. Вода может закипать при разной температуре в зависимости от условий, в которых она находится. Давайте попробуем разобраться, от чего зависит температура кипения воды, и как это нужно использовать.

При нагревании температура воды приближается к температуре кипения, и по всему объему образуются многочисленные пузырьки, внутри которых находится водяной пар. Плотность пара меньше, чем плотность воды, поэтому сила Архимеда, действующая на пузырьки, поднимает их на поверхность. При этом объем пузырьков то увеличивается, то уменьшается, поэтому закипающая вода издает характерные звуки. Достигая поверхности, пузырьки с водяным паром лопаются, по этой причине кипящая вода интенсивно булькает, выпуская водяной пар.

Температура кипения в явном виде зависит от давления, оказываемого на поверхность воды, что объясняется зависимостью давления насыщенного пара, находящегося в пузырьках, от температуры. При этом количество пара внутри пузырьков, а вместе с этим и их объем, увеличиваются до тех пор, пока давление насыщенного пара не будет превосходить давление воды. Это давление складывается из гидростатического давления воды, обусловленного гравитационным притяжением к Земле, и внешнего атмосферного давления. Поэтому температура кипения воды увеличивается при возрастании атмосферного давления и уменьшается при его уменьшении. Только в случае нормального атмосферного давления 760 мм.рт.ст. (1 атм.) вода кипит при 100 0 С. График зависимости температуры кипения воды от атмосферного давления представлен ниже:

Из графика видно, что если увеличить атмосферное давление до 1,45 атм, то вода будет кипеть уже при 110 0 С. При давлении воздуха 2,0 атм. вода закипит при 120 0 С и так далее. Увеличение температуры кипения воды может быть использовано для ускорения и улучшения процесса приготовления горячих блюд. Для этого изобрели скороварки – кастрюли с особой герметично закрывающейся крышкой, снабженные специальными клапанами для регулирования температуры кипения. Из-за герметичности давление в них повышается до 2-3 атм., что обеспечивает температуру кипения воды 120-130 0 С. Однако при этом нужно помнить, что использование скороварок сопряжено с опасностью: пар, выходящий из них, имеет большое давление и высокую температуру. Поэтому нужно быть максимально осторожными, чтобы не получить ожог.

Обратный эффект наблюдается, если атмосферное давление понижается. В этом случае температура кипения тоже уменьшается, что и происходит при увеличении высоты над уровнем моря:

В среднем, при подъеме на 300 м температура кипения воды уменьшается на 1 0 С и достаточно высоко в горах опускается до 80 0 С, что может привести к некоторым трудностям в приготовлении еды.

Если же дальше уменьшать давление, например, откачивая воздух из сосуда с водой, то при давлении воздуха 0,03 атм. вода будет кипеть уже при комнатной температуре, и это достаточно необычно, так как привычная температура кипения воды – 100 0 С.

Каждый, кто изучал физику в школе, на вопрос, при какой температуре кипит вода, не задумываясь, ответит: «100 °С», даже если его оценки были ниже среднего. Но почему тогда альпинисты жалуются, что на высоте у них возникает проблема с приготовлением пищи и завариванием чая? Расскажем об этом подробнее.

Кипение - физический процесс превращения жидкости в пар. Температура кипения жидкости напрямую зависит от ее состава и атмосферного давления. Поэтому чем выше мы поднимаемся в горы, тем меньше становится давление, и воде, чтобы закипеть, нужна температура поменьше.

При 0 высоте над уровнем моря температура кипения воды действительно 100 °С. Но с каждым подъемом на 500 метров температура кипения воды снижается на 2–3 °С. На высоте 1000 м вода закипит при температуре 96,7 °С. На 2000 м ей для закипания нужны лишь 93,3 °С.

На Эльбрусе - самой высокой вершине Европы (5642 м), где в конце лета температура достигает –7°С, - вода закипит при 80,8 °С.

На вершине кавказского Казбека (5033 м) для кипячения воды нужно уже 83 °С.

В Гималаях, где высота гор достигает почти 9 тыс. метров над уровнем моря, воде потребуется еще меньшая температура, чтобы закипеть. На самой высокой горе Гималаев - Аннапурне - вода закипит примерно при 70,7 °С.

В горах Казахстана различна температура закипания воды:

• На самой высокой горе Казахстана Хан-Тенгри (7010 м) - 75,5 °С.
• На пике Талгар (4979) - 83,3 °С.
• На Актау (4690) - 84,3 °С.
• На Белухе (4506) - 84,9 °С.

При повышении давления увеличивается и температура кипения воды. Поэтому в специальной посуде, которая обеспечивает высокое давление при готовке, например в скороварке, пища готовится намного быстрее.

Не случайно жители горных местностей являются одними из главных покупателей бытовых скороварок. А для любителей горных походов выпускают специальную посуду, которая обеспечивает высокую температуру закипания воды.

Как известно, при закипании вода проходит несколько стадий:

• образование пузырьков воздуха при повышении температуры;
• увеличение пузырьков и их подъем на поверхность;
• помутнение поверхности из-за скопившихся на ней пузырьков;
• бурление воды из-за разрыва пузырьков и образование пара.

Следует отметить, что температура кипения соленой воды выше, чем у пресной, так как ионы соли между молекулами воды придают им большую прочность. Как результат, чтобы разорвалась связь и образовался пар, нужна температура повыше. Например, 40 г соли увеличат температуру кипения литра воды почти на 1 °С.

Отвечая на вопрос, при какой температуре кипит вода, не забывайте о том, что многое зависит от атмосферного давления и состава воды.

Но не менее важно правильно ее нагреть - недокипевшая и перекипевшая вода одинаково портят вкус чая.

Перекипевшая вода

Случалось ли вам бежать, бросая все дела, к чайнику, как только вы услышали по звуку, что еще секунда - и вода перекипит? Смотрят ли на вас ваши не чайные друзья в это время как на сумасшедших?:)

На первых порах для чайных любителей проблема перекипевшей воды стоит очень остро - электрические чайники автоматически выключаются, когда вода изрядно прокипела, и этому не придается особого внимания. Забыть чайник на огне до состояния, когда из носика выходит мощной струей пар размером с кучевое облако, тоже легко.

В перекипевшей воде остается мало кислорода, поэтому чай становится плоским и невкусным. По этой же причине воду нельзя кипятить повторно - всегда только свежая вода.

Как правильно нагреть воду, мы расскажем ниже.

Недокипевшая вода

Недостаточно горячая вода - другая крайность и такая же проблема, как и перекипевшая.
Часто люди совершенно сознательно выбирают более холодную воду для заваривания, чтобы избежать горечи и терпкости во вкусе. Более холодная вода, действительно, уменьшает горечь и терпкость. Но заваривая ваш чай такой водой, вы не получаете все, что он вам может дать (в большей степени это относится к "темным" чаям).

Лучший способ управлять терпкостью/горечью - регулировать время заваривания и количество заварки. Снижение же температуры часто снижает насыщенность вкуса, делая его тоньше и легче. Для зеленых чаев и улунов слабой ферментации это все может быть, но не для темных чаев, и особенно шу пуэров. Вы просто не полностью раскрываете их потенциал.

Устройства для нагрева воды

Кулеры

Совершенно нечем порадовать людей, пользующихся кулерами. Проблема кулеров в том, что вода в них недостаточно горячая для заваривания темных чаев. Если вы любите красные чаи, пуэры, улуны сильной ферментации, то выходом может быть только покупка электрочайника.

Электрочайники с термометром

Эти чайники позволяют нагреть воду до нужной температуры. На них есть датчики - 70С, 80С, 90С, 95С, 100С.
Увы, 70-80-90С - это недокипевшая вода, и она для чая не подходит.

Как правильно нагреть воду для чая

Запомните, друзья, для любого чая воду нужно вскипятить. А уже потом остудить, если требуется: в среднем, за 5 минут вода при комнатной температуре остывает до 80С.

Во-первых, кипятить надо, если вы используете родниковую воду, особенно, если в ее безопасности вы не уверены.

Во-вторых, кипячение помогает снизить жёсткость воды, уменьшить содержание хлора. Многие чаи, экспериментально заваренные недокипевшей водой, вдруг приобретали рыбный привкус.

Чайник нужно снимать с огня/выключать, как только в нем стихает шум воды, а на поверхности появляются первые крупные пузыри воздуха, которые поднимаются со дна чайника - то есть в самом-самом начале бурления. Очень важно не пропустить этот момент.

В старых чайных текстах это называется "наблюдать кипяток".

Стадии кипения воды

Их описал опять же Лу Юй в своем "Чайном каноне":

1. "Крабий глаз" - на дне появляются маленькие пузырьки воздуха, а в воде появляется едва различимый треск.

2. "Рыбий глаз" - пузырьки увеличиваются, треск нарастает.

3. "Жемчужные нити" - со дна на поверхность начинают подниматься ниточки из пузырьков, вода шумит.

4. Нити становятся толстыми, вода начинает бурлить - "шум ветра в соснах". В самом начале этой стадии чайник необходимо снять с огня.

Кипячение воды на живом огне.

Вода на огне закипает медленно, поэтому все стадии кипения отслеживаются легко. Не все передается на фото, но последовательность проследить можно. Использовался стеклянный жаропрочный чайник и газовая туристическая горелка.

Кипячение воды в электрочайнике

Немного сложнее отследить воду в электрических чайниках. Во-первых, многие чайники непрозрачные. Во-вторых, в них вода закипает стремительно, а выключается он автоматически только после того, как она сильно перекипела.

Мы сфотографировали основные стадии кипения воды в чайнике:

В чем кипятить воду?

Как видите, в обоих случая мы используем стекло. Оно химически инертно и позволяет наблюдать за водой.

Другие материалы:

Пластик (электрические чайники) - самый неподходящий вариант. Пластмасса химически не инертна. Кроме того, стоит избегать чайников, которые препятствуют образованию накипи - нагревательный элемент останется чистым и блестящим, а вот вода останется жесткой, а кальций попадает в организм и может спровоцировать образование камней в почках.

Железо (металлические чайники для нагревания на огне). Не особенно подходящий для кипячения воды вариант. Металл так или иначе контактирует с водой, меняя ее вкус. Именно поэтому лучше не избавляться от накипи на стенках металлических чайников или же пользоваться эмалированной посудой.

Огнеупорная глина - самый канонический (исходя из старых трактатов о чае) вариант для кипячения воды. Но и самый редкий в условиях городской квартиры. Глина пропускает кислород, обогащает воду, долго держит тепло. И хотя через глиняные стенки не увидеть стадий закипания воды, по звукам, издаваемым таким чайником, можно с легкостью определить, на какой стадии кипения находится вода.

Одним из важных этапов для получения вкусного, полезного и ароматного настоя, является получения кипятка. Но помните, перекипевшая вода, а также заново повторно вскипевшая вода – мертвая вода!

В воде обычно содержится много микроскопических солей, и если её перекипятить, то увеличится их концентрация. Кипяток должен быть молодым . Если вода не успела закипеть, чайные листья не развернутся, не упадут на дно, а будут плавать на поверхности. Чай не заварится и аромат чая тоже не раскроется. А еще у каждого чая свои требования к температуре. Поэтому после того как вода вскипела, если необходима температура ниже чем 100 градусов, ей дают остыть . Когда нет под рукой градусника для воды, пользуются правилом, вода за пять минут остывает примерно до температуры 85 градусов.

Чтобы получить молодой кипяток, необходимо следить за водой в чайнике. В трактате знаменитого Лу Юя говорилось, что когда первым появляется "крабий глаз" - мелкие пузырьки на дне и одновременно начинается легкое пощелкивание - это первая стадия кипячения воды. Температура воды – примерно 70-80 С.

Потом пузырьки увеличиваются, потрескивание становится чаще и сливается в легкий шум и начинается вторая короткая стадия называемая "рыбий глаз". Температура примерно 80-85С.

Затем по стенкам чайника начинают подниматься "жемчужные нити" - этакие ниточки из пузырьков, вода начинает бурлить, шум немного меняется и становится как бы глуше - это третья стадия. Именно она считается самой подходящей для засыпки чая в воду (если варить чай методом Лу Юя) или снятия воды с огня. Температура при этом около 85-92С. Также за этой стадией есть совсем короткая - это стадия называется «Шум ветра в соснах» - если прислушаться к воде в этот момент, то поймешь почему. Но так как чтобы ее поймать, нужно практиковаться, то мы рекомендуем снимать чайник именно не третей стадии.

Когда же по поверхности воды идут бурные волны - так называемое "объемное кипение" - это четвертая стадия заварки кипятка. Четвертая стадия кипятка, по мнению Лу Юя, не подходит для заваривания чая. А все дело в том, что содержащийся в воде кислород теряется, уходят из воды с паром, от чего вода и меняет вкус.

Если вода жесткая или не чистая, то классических стадий кипения не будет или они окажутся смазанными.

Вода закипела, и мы получили молодой кипяток. Дальше, если нужно даем воде остыть. Если не помним, какую температуру рекомендовали в описании к чаю, то придерживаемся общего правила:

Температура воды от 90 градусов до 95 подходит для заваривания черных чаев , например пуэр, полностью ферментированных (это красные чаи), а также сильно ферментированных улунских чаев.

Температурой воды от 80 до 90 градусов заваривают в основном слабо ферментированные тайваньские улунские чаи .

Низкая температура воды, что ниже 80 градусов, подходит для зелёных, белых и жёлтых чаев.

Важно заварить чай нужной температурой, ведь если заварить нежный зеленый или белый чай кипятком, то не будет свежести, не будет лёгкости, не будет сладости, не будет богатого послевкусия, а будет привкус горечи и неприятной терпкости. Лишь правильно заваренный чай подарит нам удивительные ощущения, чувства приятной лёгкости, чистоту мысли и, наконец, приятное общение, если заваривать не только для себя.

Приятного чаепития!