При доведении воды до кипения из холодной воды, какой эффект оказывает крышка на время кипения? Увеличивает или уменьшает время закипания? Насколько? Почему?
Да, вода делает котел заметно быстрее с включенной крышкой.
Причина проста: чтобы закипеть, вода должна быть подогрета до точки кипения (хорошо, это было очевидно). Однако, в то время как тепло вводится в нижней части кастрюли, тепло также теряется в верхней части кастрюли, тремя способами: испарительное охлаждение и конвекция тепла от поверхности воды, и излучение от поверхности (это последнее, вероятно, наименее значимое).
Это как выход на улицу с выключенной шляпой - вам нужно больше работать, чтобы оставаться в тепле, потому что вы теряете тепло быстрее. Аналогично, пламя должно привносить энергию, чтобы компенсировать охлаждение в верхней части кастрюли.
С крышкой на кастрюле конвективное охлаждение будет существенно ограничено, так как холодный воздух не сможет циркулировать прямо на поверхности воды для ее охлаждения; излучательное охлаждение будет немного уменьшено, так как тепло должно будет излучать или конвектировать к крышке, чтобы затем излучать оттуда.
Кроме того, с крышкой на кастрюле, испарившаяся вода не может диффундировать или конвективно попадать в комнату. Вскоре она достигнет равновесия давления пара и начнет конденсироваться почти так же быстро, как испаряется, возвращая большую часть скрытого тепла испарения почти так же быстро, как теряется (это не полное восстановление, потому что горшок с крышкой не герметичен).
Таким образом, наибольший эффект охлаждения будет сокращен.
Шляпа на горшке, как это было :-) Эта статья в Mind Your Decisions показывает фактические домашние экспериментальные измерения. Кипячение 16 унций воды:
Крытый горшок кипит быстрее на 4 минутах и 15 секундах. Потребовалось дополнительно 30 секунд, чтобы закипятить на 4 минутах и 45 секундах.
Вы должны будете решить, имеет ли для Вас значение разница во времени. Это, безусловно, сократит ваши счета за электричество или газ на небольшое количество.
Это уменьшенное охлаждение - по сути - изоляции, как шляпа, вот истинный эффект крышки.
Вода испаряется в верхней части сковороды, убирая часть тепла из сковороды. Надевание крышки уменьшает количество испарения.
По этой же причине в воду следует добавлять соль, когда она уже закипела. Соль увеличивает плотность воды, тем самым повышая температуру кипения (она начинает кипеть при более высокой температуре).