Apakah bentuk ketel mempengaruhi kecepatan air mendidih?

0

Anggap saya punya dua jenis ceret masak, yang bentuknya seperti tabung murni dengan volume 1.000 cc (1 liter) dengan jari-jari dan tinggi seperti di bawah ini (volume = pi * r ^ 2 * h):

  1. Ketel pertama: radius penampang = 5.6419cm dan ketinggian = 10cm.

  2. Ketel kedua: radius penampang = 3,9894 cm dan tinggi = 20 cm.

Kedua ceret diisi dengan air jenis yang sama dari sumber yang sama. Anggaplah saya memiliki kompor kecil yang nyalanya cukup untuk merebus air di dalam ceret itu. Juga pertimbangkan bahwa ketel-ketel tersebut memiliki ketinggian tambahan yang cukup sehingga air tidak akan tumpah saat mulai direbus. Maka pertanyaan saya adalah:

  1. Mana yang akan direbus lebih cepat (waktu lebih singkat)?
  2. Ketika mereka direbus, yang mana yang lebih sehat (karena itu mendistribusikan panas secara seragam ke air di dalam ketel)?

Sunting : Air akan terisi dari atas. Katakan bahwa ada topi kecil untuk mengisi air ke dalamnya. Tidak ada lubang lainnya. Api di atas kompor diletakkan jarak yang sama untuk kedua ceret, cukup dekat sehingga api akan efektif untuk memanaskan air.

heat-transfer boilers Kekasih AirCraft
sumber
Apakah wadah diisi dari sisi kiri atau kanan? Seberapa jauh mereka nyala?
Solar Mike
Saya telah menambahkan info lain. Air diisi dari atas.
AirCraft Lover
Apakah ini pekerjaan rumah? Tidak ada yang memiliki ketel yang berbentuk tabung; lebih lanjut tidak ada yang punya ketel tanpa penutup!
Carl Witthoft
Tidak, ini bukan pekerjaan rumah. Saya melihat banyak ketel mendidih yang mendidihkan air begitu cepat terutama ketika jumlah airnya sedikit, tetapi bahkan tidak cukup panas untuk membuat kopi. Tetapi ketika saya merebus air dalam ketel kecil tetapi lebih tinggi dengan jumlah air yang sama dan menganggap airnya sama, air itu tampaknya cukup panas untuk membuat kopi. Pertanyaan tentang mana yang mendistribusikan panas lebih seragam antara yang pertama dan yang kedua berasal dari keingintahuan saya. Tentu saja, ada perbedaan di antara mereka.
Kekasih Pesawat

Jawaban:

1

Perbedaan antara dua kontainer mungkin sangat kecil, tetapi referensi yang terletak di Fisika StackExchange menyajikan pernyataan bahwa penguapan tergantung pada luas permukaan, kelembaban lokal dan tekanan udara. Dua faktor terakhir akan dianggap identik untuk pertanyaan Anda.

Evaporasi mendinginkan air, membutuhkan lebih banyak panas untuk menjaga suhu air. Memungkinkan Anda memiliki panas yang cukup untuk merebus air, faktor ini dapat dianggap tidak penting mengenai waktu sampai mendidih.

Luas permukaan wadah berdiameter lebih besar akan menghadirkan penguapan yang lebih cepat daripada yang lebih kecil. Penguapan tidak membutuhkan suhu mendidih, yang berarti ia akan memulai volume penguapan yang lebih besar lebih cepat daripada wadah yang lebih kecil.

Pertanyaan kedua Anda mungkin tidak memiliki solusi, karena akan ada konveksi air di kedua wadah dan distribusi panas untuk keduanya akan hampir sama dan kemungkinan akan seragam di seluruh.

Wadah berdiameter lebih kecil harus mendidih lebih cepat daripada yang lebih besar.

fred_dot_u
sumber
tetapi area yang lebih besar dapat membantu konduksi panas yang lebih baik dari nyala ke wadah ...
Solar Mike
Menurut pendapat saya, yang kedua (jari-jari lebih kecil tetapi lebih tinggi) lebih baik dipanaskan secara seragam karena panasnya naik dan panas dipindahkan dari nyala ke ketel lalu ke permukaan bawah air, maka panas itu akan panas lapisan atas air sampai dilepaskan ke udara. Tetapi, bagaimanapun, itu hanya pendapat saya bahwa saya sedang mencari jawaban untuk Anda semua.
Kekasih Pesawat
1

Backpacker di sini. Saya memiliki pengalaman praktis mendapatkan hasil maksimal dari sebotol bahan bakar. Ini benar-benar masalah untuk eksperimen. Tapi panci lebar lebih baik daripada panci tinggi pada umumnya. Jika Anda memiliki sumber yang cukup untuk benar-benar merebus air, maka memaksimalkan perpindahan panas ke dalam air menjadi perhatian pertama Anda. Jadi periksa suhu udara saat naik di sekitar tepi panci. Anda ingin dilindungi dari angin dan tepat di atas titik didih. Bahkan nyala api yang cukup kecil akan mendukung panci yang lebih luas. itu harus menjadi sesuatu yang kecil seperti lilin untuk mendukung yang lebih tinggi. Juga, saya mengasumsikan tutupnya tersedia. Melakukan ini tanpa tutup pada dasarnya konyol. Tutupnya datang dengan pot, dan telah dilakukan cukup lama.

Namun, poin sebenarnya dari pertanyaan ini mungkin untuk menantang Anda untuk memikirkan semua faktor yang dapat mempengaruhi hasil.

  1. tutupnya atau tidak ada tutupnya
  2. bahan dan ketebalan panci. Catatan: Anda juga harus memanaskan wajan.
  3. jenis bahan bakar dan temps gas pembakaran.
  4. desain hob
  5. tingkat bahan bakar.
  6. tingkat kehilangan panas dari tutupnya atau mungkin sisi.
Phil Sweet
sumber
Tetapi pengalaman saya, dengan jumlah air yang sama dan ukuran nyala yang sama, mendidihkan air di permukaan wadah yang lebih luas tetapi lebih pendek dan di permukaan alas yang lebih kecil tetapi lebih tinggi, yang pertama direbus lebih cepat tetapi sepertinya tidak cukup panas. Bahkan tidak cocok untuk membuat kopi, dibandingkan dengan yang kedua. Tapi tentang yang mana mendistribusikan panas lebih seragam, itu pertanyaan saya. Ini terkait dengan bukti bahwa semua air dalam wadah benar-benar direbus, tidak hanya sebagian. Itu sebabnya saya bilang "lebih sehat".
Kekasih Pesawat
0

Anda telah meninggalkan beberapa hal:

Apakah api selebar ketel berdiameter lebih besar? Apakah ada selimut?

Jika nyala selebar lebih besar, maka Anda akan kehilangan banyak panas saat menggunakan ketel yang lebih kecil, karena itu hanya akan membuat jalur konveksi udara panas di luar ketel.

Dan seterusnya.

Apakah Anda perlu merebus di mana-mana ("rolling boil") atau hanya di bagian bawah?

Apa yang Anda maksud dengan "sehat"? Membawa mulai mendidih akan cukup jika Anda khawatir tentang hal-hal yang mati seketika pada 90 - 100 \ derajat C, tetapi tidak jika Anda perlu membunuh hal-hal (yang ada di alam) yang memerlukan beberapa menit dalam kisaran suhu itu.

Carl Witthoft
sumber
Tentang nyala api: "ukuran" nyala api harus sama untuk keduanya. Dari sana kita dapat mengukur. Jika kita menempatkan api selebar permukaan pertama (yang lebih besar), maka nyala api akan memanaskan air dari permukaan samping untuk yang kecil. Begitu juga sebaliknya, jika nyala yang kita atur selebar lebar kedua (penampang yang lebih kecil), nyala api itu bahkan tidak akan mencapai semua permukaan yang pertama (yang lebih pendek). Akan ada konsekuensi untuk keduanya. Dari situlah muncul pertanyaan.
AirCraft Lover
Tentang "lebih sehat": bahkan apa saja yang digiling, saya khawatir panasnya tidak merata. Maksudnya, tidak semua air dalam satu wadah benar-benar direbus. Saya memiliki pengalaman tentang hal itu ketika saya merebus air dalam wadah penampang besar dengan sedikit air, air mendidih tetapi bahkan tidak cukup panas untuk membuat kopi. Begitu pula sebaliknya, wadah yang lebih kecil tampak lebih panas dari yang pertama. Tentu saja saya memasak air yang sama dengan kompor dan api yang sama.
AirCraft Lover