Quando si porta l'acqua ad ebollizione da acqua fredda, che effetto ha un coperchio sul tempo di ebollizione? Aumenta o diminuisce il tempo? Quanto? Perché?
Sì, l'acqua fa la caldaia molto più velocemente con il coperchio acceso.
Il motivo è semplice: per poter bollire, l'acqua deve essere riscaldata fino al punto di ebollizione (ok, questo era ovvio). Tuttavia, mentre il calore viene introdotto nella parte inferiore della pentola, il calore si perde anche nella parte superiore della pentola, attraverso tre mezzi: il raffreddamento evaporativo, e la convezione dell'aria di calore lontano dalla superficie dell'acqua, e la radiazione dalla superficie (quest'ultima è probabilmente la meno significativa).
È come andare fuori a cappello nudo - bisogna lavorare di più per rimanere caldi, perché si sta perdendo calore più velocemente. Allo stesso modo, la fiamma deve introdurre energia per compensare il raffreddamento nella parte superiore della pentola.
Con il coperchio sulla pentola, il raffreddamento convettivo sarà sostanzialmente ridotto, poiché l'aria fredda non potrà circolare direttamente sulla superficie dell'acqua per raffreddarla; il raffreddamento radiativo sarà leggermente ridotto, perché il calore dovrà irradiarsi o convogliarsi al coperchio, per poi irradiarsi da lì.
Inoltre, con il coperchio sulla pentola, l'acqua evaporata non potrà diffondersi o convogliarsi nella stanza. Raggiungerà presto l'equilibrio della pressione di vapore e comincerà a condensarsi quasi alla stessa velocità con cui evapora, restituendo gran parte del calore latente dell'evaporazione quasi alla stessa velocità con cui si perde (non è un recupero totale, perché la pentola con coperchio non è a tenuta d'aria).
Quindi il più grande degli effetti di raffreddamento sarà ridotto.
Il cappello è sulla pentola, per così dire :-) Questo articolo su Mind Your Decisions mostra le misure sperimentali reali a casa. Bollire 16 once di acqua:
La pentola coperta è bollita più velocemente a 4 minuti e 15 secondi. La pentola scoperta ha impiegato 30 secondi in più per bollire a 4 minuti e 45 secondi.
Dovrete decidere se la differenza di tempo è importante per voi. Sicuramente vi taglierà un po’ la bolletta della luce o del gas.
È il raffreddamento ridotto - in sostanza - l'isolamento come un cappello, questo è il vero effetto del coperchio.
L'acqua evapora nella parte superiore della pentola, togliendo parte del calore dalla pentola. Mettere un coperchio riduce la quantità di evaporazione.
Per un motivo simile, si dovrebbe mettere del sale nell'acqua quando è già bollente. Il sale aumenta la densità dell'acqua, aumentando così il punto di ebollizione (inizia a bollire a una temperatura più alta).