Pregunta:
¿Por qué el agua no hierve en el horno?
Hovercouch
2020-06-08 02:02:17 UTC
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Pongo una olla de agua en el horno en $ \ mathrm {500 ^ \ circ F} $ ( $\ mathrm {260 ^ \ circ C} $ , $ \ mathrm {533 K} $ ).Con el tiempo, la mayor parte del agua se evaporó pero nunca llegó a hervir.¿Por qué no hierve?

¿Era una olla antiadherente?la ebullición ocurre más fácilmente cuando hay lugares "puntiagudos" para iniciar la nucleación de las burbujas
Seis respuestas:
rob
2020-06-08 03:53:36 UTC
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La "ebullición" es un mecanismo para mover el calor del fondo de la olla a la parte superior. Lo ve en la estufa porque la mayor parte del calor generalmente ingresa al líquido desde una superficie sobrecalentada debajo de la olla. Pero en un horno de convección, si el calor entra desde arriba, desde abajo o desde ambos depende igualmente de la cantidad de material que esté cocinando y de la conductividad térmica de su recipiente.

Tuve una discusión sobre esto hace quince años que resolví con un gran experimento de cocina. Pongo cantidades iguales de agua en una sartén negra de hierro fundido y una fuente de vidrio para hornear con áreas horizontales similares, y las pongo en el mismo horno. (El vidrio es un aislante térmico bastante bueno; las conductividades térmicas relativas y las capacidades de calor del aluminio, el acero inoxidable y el hierro fundido me sorprenden cada vez que los busco.) Después de un tiempo, el agua en la sartén de hierro estaba hirviendo como un gran éxito, pero el agua del vaso estaba totalmente quieta. Una ligera inclinación del plato de vidrio, de modo que el agua tocó una superficie seca, se encontró con un chisporroteo vigoroso: el agua mantenía la temperatura del vidrio por debajo del punto de ebullición donde había contacto, pero no podía hacer lo mismo con la plancha. .

Cuando saqué las dos cacerolas del horno, a la cacerola de vidrio le faltaba aproximadamente la mitad de agua que a la sartén de hierro. Interpreté que esto significaba que la ebullición se había producido solo desde la superficie superior de la olla de vidrio, pero desde las superficies superior e inferior de la sartén de hierro.

Tenga en cuenta que es totalmente posible obtener un hervor burbujeante de un plato de vidrio aislante en un horno caliente; las burbujas son la forma de saber cuándo está lista la lasaña.

(Un comentarista me recuerda que utilicé el elemento "asador" en la parte superior del horno en lugar del elemento "horneado" en la parte inferior del horno, para aumentar el grado en que el calor venía "de arriba". Probablemente por eso elegí el hierro fundido negro, fue para capturar más calor radiante).

Si tiene un horno que le permite ajustar el calor desde arriba y desde abajo por separado, puede intentarlo con calor desde abajo como máximo y ninguno desde arriba.Eso también debería crear un "hervor intenso", si el calor es suficiente.
Interpretaría su experimento de la siguiente manera: el agua a mayores profundidades de un recipiente de vidrio nunca alcanza la temperatura de ebullición, aunque el exterior sea> 100 grados.C. Esto implica * enfriamiento desde el interior * que solo puede efectuarse por convección (que es también la razón por la que la Lasaña * no convectiva * hace * burbujas).Sin embargo, la única área que puede eliminar el exceso de calor es la superficie superior.Esto significa que la evaporación mantiene la superficie del agua muy por debajo de los 100 grados.¡C!Nunca "hierve", ni siquiera encima.El agua "fría" de la superficie se hunde hasta el fondo, donde se calienta y vuelve a subir ...
@Peter-ReinstateMonica El agua de evaporación no la enfría.La evaporación solo asegura que el agua se mantenga a 100 grados, no baja su temperatura.Es decir, cuando el agua solo se evapora de la parte superior, como en el recipiente de vidrio, entonces solo el agua de la parte superior está a 100 grados, el resto tiene una temperatura más baja.Por lo tanto, no hay ningún incentivo para que circule el agua.
@fishinear "El agua que se evapora no la enfría", ¿disculpe?Por ejemplo, en una sauna, el sudor que se evapora enfría la piel a niveles manejables a pesar de que el aire es de hasta [110 grados centígrados] (https://en.wikipedia.org/wiki/Sauna).
Cuando dice "a la bandeja de vidrio le faltaba aproximadamente la mitad de agua que a la sartén de hierro", ¿quiere decir que había comenzado con volúmenes iguales de agua, pero al final del experimento, el vidrio fue p. Ej.~ 75% lleno en comparación con ~ 50% lleno de la sartén?
@CaiusJard Sí, así es.Medí los volúmenes inicial y final usando una taza medidora común.Probablemente comencé con aproximadamente un litro en cada sartén.No recuerdo los volúmenes finales, pero la mitad del agua hervida suena como un punto de parada que podría haber elegido mientras miraba a través del vidrio del horno.
@Peter, Recuerdo haber llegado a la conclusión de que la convección impulsada por el enfriamiento evaporativo * no * fue un factor en mi configuración.(Al menos, no en el plato de vidrio, y no en el sistema de crioliquido que realmente me importaba). Pero no recuerdo la lógica detrás de ese argumento, aparte de que, cuando lo escribí, era demasiadocomplejo para un comentario SE.
@rob, Te felicito por tu experimento, es una gran información.Desafortunadamente, existe una complicación.La ebullición generalmente se identifica observando el burbujeo en el líquido caliente.Pero el burbujeo es un efecto de nucleación, y como tal se ve afectado por el recipiente, en este caso las ollas de hierro contienen más imperfecciones que los vasos de vidrio, y el agua hierve más fácilmente en las ollas de hierro que en el vidrio.Lo que observó fue que en el recipiente de vidrio el agua estaba sobrecalentada.Durante el siglo XVIII hubo una controversia sobre las temperaturas de ebullición precisamente porque se observó que dependía del recipiente.
@rob Interesante.Al menos cuando se alcanza el equilibrio térmico (dinámico), * debe * enfriarse el agua junto a las paredes y el fondo de vidrio.De acuerdo, podría estar radiante, pero las paredes del horno probablemente estén mucho más calientes, así que si hay algo hay calefacción radiante * ... *
@cesaruliana Sugerencia interesante.Con los líquidos sobreenfriados, la activación del cambio de fase en una parte del líquido activa el cambio de fase para viajar a través de todo el líquido muy rápidamente.¿Es lo mismo para la transición de ebullición?Porque lo que recuerdo es que, cuando saqué la sartén caliente del horno, el agua derramada provocó una gran formación de burbujas en la parte más caliente del vidrio, justo por encima de la superficie horizontal, pero eso no transmitió el cambio de fase a la masa.del líquido caliente.
@rob Hasta donde yo sé, debería ser el mismo para la transición de ebullición.El agua calentada en el microondas se considera peligrosa porque cuando se sobrecalienta tiende a hervir vigorosamente (es decir, a explotar) cuando se perturba ligeramente.Su experiencia parece realmente diferente y, por lo que describe, no creo que fuera solo una cuestión de recalentamiento.Pido disculpas por presumir demasiado.Parece que hay algo más en juego.Nuevamente, permítanme agradecerles por hacer el experimento y compartir, esto es muy interesante, así es como los experimentos de la vida real no son tan fáciles como pueden implicar las descripciones de los libros de texto.
Bob D
2020-06-08 02:22:24 UTC
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El agua no se evaporó.Hirvió.Si pudieras mirar de cerca el agua en la olla en el horno, verías pequeñas burbujas subiendo dentro del líquido, lo que indicaría que está hirviendo.Pero no necesariamente observará lo que a veces se denomina "ebullición constante, es decir, grandes burbujas que se elevan en el agua, lo que indica una alta tasa de ebullición".

Obtienes una velocidad de ebullición más rápida cuando la velocidad de transferencia de calor al agua es más alta, como cuando hierves agua en una estufa a fuego alto.La tasa de transferencia de calor en el horno cuando se hornea es mucho más lenta porque es transferencia de calor principalmente por convección (contacto con aire en movimiento natural) en oposición a conducción (contacto con una superficie sólida de alta temperatura), que es generalmente una tasa más alta.

La evaporación es un fenómeno diferente que ocurre a temperaturas menores que el punto de ebullición y ocurre solo en la superficie del líquido.

Los comentarios no son para una discusión extensa;esta conversación se ha [movido al chat] (https://chat.stackexchange.com/rooms/109114/discussion-on-answer-by-bob-d-why-doesnt-water-boil-in-the-oven).
Árpád Szendrei
2020-06-09 21:07:14 UTC
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El agua hierve tanto en el horno como en la estufa.Pero uno se llama hervir a fuego lento y el otro se llama hervir.Lo que está preguntando es sobre el efecto visual que se llama hervir, y su pregunta es básicamente por qué ocurre en la estufa y no en el horno.

La respuesta es que el horno calienta la olla de metal a un nivel más bajo, ni siquiera cerca del $ \ mathrm {500 ^ \ circ F} $ del aire.en su caso, a través del contacto directo con el aire, mientras que la estufa puede (a través del contacto directo con el fuego) calentar la olla de metal a aproximadamente $ \ mathrm {900 ^ \ circ F}$ , que conduce a una ebullición más rápida y al efecto del hervor visible.

https://cooking.stackexchange.com/questions/21432/what-temperatures-do-low-medium-high-on-the-stove-correspond-to

@cmaster-reinstatemonica correcto, ese es el máximo, pero lo editaré.
-1
Gracias por editar.De hecho, esa fue la razón por la que voté en contra.Lo he eliminado ahora.
@cmaster-reinstatemonica ¡muchas gracias!
Agnius Vasiliauskas
2020-06-10 03:15:24 UTC
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La respuesta corta es que hierve, pero hierve de manera diferente porque es evaporación de una superficie líquida a baja temperatura o " evaporación masiva " también conocida como.ebullición, debido al gradiente de temperatura.Ahora, debido a que el horno calienta de manera más o menos uniforme, todos los lados de la olla se calientan de la misma manera, eliminando así un claro gradiente de temperatura.Sin gradiente de temperatura, la evaporación masiva "visual fuerte" es imposible.Además, en el horno, el aire se calienta a un alto grado, lo que produce una mayor presión para las moléculas de vapor de agua que escapan, por lo que el agua se sobrecalienta un poco, lo que puede elevar un poco el punto de ebullición del agua.Esta es la segunda razón por la que no ve los efectos de ebullición estándar como con el hervidor de agua.

easybreather
2020-06-18 14:10:51 UTC
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También sería prudente tener en cuenta el entorno del propio horno.La "atmósfera" en el horno ya está a una temperatura de > 100 ° C y esto significa que el agua en el "aire" está en estado gaseoso.Como el agua se evapora en la superficie a temperaturas nominalmente > 40 ° C, esto significaría que el vapor de agua se absorbe "inmediatamente" en el estado gaseoso (inmediatamente en el sentido de que la transferencia de energía ocurre muy rápido debido a la energía molecular) y el restoel agua está enfriando nominalmente la superficie del recipiente mediante convección térmica.Creo que esto es termodinámica en acción :)

MKhomo
2020-06-20 23:05:47 UTC
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Si incluye 'microondas' en los hornos del OP, el agua de los recipientes de vidrio hierve en todo su volumen, no solo en la superficie, lo que indica barreras de transferencia de calor en los hornos convencionales.



Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 4.0 bajo la que se distribuye.
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