Есть большая кастрюля с водой, в ней плавает маленькая кастрюля с водой. Большую кастрюлю кладут на плиту и нагревают воду в ней до кипения. Закипит ли при этом вода в маленькой кастрюле?

Ответ, просьба, обосновать

Это аккордеон, известный также как "водяная баня". До температуры кипения вода в маленькой кастрюльке нагреется, но это и все -- чтобы подерживать этот процесс, нужно подводить к ней тепло дальше, а без разницы температур этого не сделать.

PS Вы правда не знали ответ?

Это все хорошо. Но возьмем обычную кастрюлю с водой, доведем ее до кипения и рассмотрим "объемчик" воды внутри нее, не имеющий контакт со стенками кастрюли. Вокруг этого объемчика температура воды равна ровно температуре кипения, и по идее к этому объемчику тоже тепло не подводится так как градиента температур нет. Т.о. если следовать Вашей логике, то должна кипеть вода только у самых стенок кастрюли.

Hel-lo, кипящую воду видели? Там болтанка еще та, все перемешивается, ну а тепло передается от донышка, там же, кстати, и пузыри образуются (это несложно заметить).

Кстати, какова температура воды у донышка -- вопрос в некотором роде тоже занимательный, даже если не рассматривать перегретые жидкости, в бытовых условиях с водой такое не может наблюдаться из-за примесей.

Несмотря на болтанку должна кипеть вода только у стенок. Т.е. как только какой-то объемчик воды из-за этой болтанки отошел от стенок, то он должен перестать кипеть, т.е. в нем уже не будут образовываться пузыри - а это уже не кипение, так как кипение - испарение по всему объему. В чем я не прав?

В кастрюльке процесс происходит примерно так: у стенок образуется насыщенный пар с давлением достаточным, чтобы пузырь не схлопывался и всплывал вверх, собственно говоря, да, это мы и наблюдаем. Кипение "в объеме" будет, только если жидкость перегреть, а затем внезапно внезапно создать там какую-нибудь неоднородность или что (у химиков это дело нередкое, поэтому есть даже специальные "кипелки" -- если мне память не изменяет, просто кусочки пористого материала, вместе с которыми в жидкость вносятся пузырьки воздуха в качестве центров парообразования).

>кипение - испарение по всему объему

Кто Вам сказал такое? Совершенно не обязательно.

2 White Для равномерного кипения мы также в лабе использовали кучу капилляров. Наделаешь их из трубок стеклянных, наломаешь и кидаешь в колбу. Кипеть начинает значительно равномернее, без бурления.

Понятно.

Это со школы засело в голове. Вдолбили)) Открыв википедию, понял что это не так.

Спасибо, впринципе понятно все теперь.

2 ivandash
Тоже вариант, но накладно.

2 CbI4
Всегда пожалуйста, заходите еще.

2 White
Ну судя по всему не накладно, раз школоте такой прак на химфаке выписали. Раздали всем трубочки стеклянные, мы их на горелке размягчили и потихоньку растягивали, покручивая. Вот и получались кипелки. Брака тоже было много, но лаборанты не парились особо, так что не накладно совсем, видать.

В задаче недостает условий. Кипение-образование пузырьков зависит не только от температуры, но и, как правильно замечено, от наличия неоднородностей-центров зарождения пузырьков. Однако кипение также зависит от не упомянутого давления и охлаждения поверхности. Поэтому если внутренюю кастрюлю притопить, чтобы уровень воды в ней стал значительно ниже уровня воды в большой кастрюле, например за счет большого веса ее стенок или какого-то груза, то вода в ней сможет кипеть даже при некипящей воде за ее стенками. Особенно при накрытии кастрюли крышкой для защиты от охлаждения воды потоками воздуха. Аналогичные условия создаются иногда и сами по себе при малой разнице размеров кастрюль. Тогда бурлящая вода в большой кастрюле в зазоре между стенками может подняться достаточно высоко и ее давления на уровне воды в малой кастрюле может оказаться достаточно для поднятия ее температуры кипения на этом уровне выше требуемой для кипения воды в маленькой кастрюле. Естественно, кипение внутри не может быть слишком интенсивным из-за невысокой теплопроводности воды. Если, наоборот, внутреннюю кастрюлю приподнять, то вода в ней не закипит никогда.

Извините, не удержался.

>Поэтому если внутренюю кастрюлю притопить, чтобы уровень воды в ней стал значительно ниже уровня воды в большой кастрюле, например за счет большого веса ее стенок или какого-то груза, то вода в ней сможет кипеть даже при некипящей воде за ее стенками.

Say what?

Вблизи поверхности кастрюли вода перегрета на несколько градусов (зависит от мощности теплового потока) , поэтому в принципе возможен вариант кипения воды во второй кастрюле.

[изврат]Можно сделать так: погрузить в воду меньшую кастрюлю, накрыть ее крышкой и начать откачивать воздух. Тогда закипит. Можно, напротив, герметично закрыть большую кастрюлю, оставив открытой маленькую (получится этакая герметичная рубашка вокруг малой кастрюли. Тоже закипит.[/изврат]

2Ксей: за счет чего так получается? За счет того, что конвективный перенос более эффективен, чем излучением (следовательно, для передачи той же мощности излучением надо сильнее нагреть)?

2FR: ты, может быть, имеешь ввиду не излучение, а теплопроводность?

Я имею в виду излучение + теплопроводность, за счет чего тепло уходит в воздух.
Очевидным образом поток тепла (в стационарном режиме) к поверхности снизу (т.е. конвекция + теплопроводность преимущественно) должен быть равен потоку тепла от поверхности вверх (а это прежде всего излучение и теплопроводность).

Много энергии идет на образование пара.

В идеале пар должен бы образовываться на поверхности контакта воды с кастрюлей. Но ему надо куда то удаляться. А куда? Возможно, не успевает удалиться и перегревается, а потом отдает тепло воде.

Вода может переохлаждаться, а может и перегреваться. Пузырькам пара трудно появляться, это связано с большим давлением (поверхностного натяжения) в маленьких пузырьках. Выше говорили о трубочках, так они облегчают образование пузырьков и уменьшают этот перегрев .