1. Energiöverföringsmekanismer
* ledning: Värmeöverföring genom direktkontakt. Värmekällan (t.ex. en spoVetop) överför värmen till potten, och sedan överför potten värmen till vattenmolekylerna i direktkontakt med den.
* konvektion: Värmeöverföring genom rörelse av vätskor. När vattnet i botten av potten värms upp blir det mindre tätt och stiger. Kylare, tätare vatten sjunker för att ta sin plats och skapa en cirkulerande ström som fördelar värme över vattnet.
* Strålning: Värmeöverföring genom elektromagnetiska vågor. Även om det är mindre signifikant i kokande vatten jämfört med ledning och konvektion, sker en viss värmeöverföring via infraröd strålning från spisetop eller omgivande miljö till potten.
2. Lagen om bevarande av energi
Lagen om bevarande av energi säger att energi inte kan skapas eller förstöras, endast omvandlas från en form till en annan. I kokande vatten betyder detta:
* Energiinmatning: Stovetop tillhandahåller termisk energi (värme) till vattnet.
* Energiomvandling: Denna värmeenergi får vattenmolekylerna att vibrera snabbare och ökar deras kinetiska energi.
* Energiproduktion:
* fasändring: När vattnet värms upp går energin att bryta bindningarna mellan vattenmolekyler, vilket får vätskan att övergå till en gas (ånga). Detta kräver en betydande mängd energi.
* Värmeförlust: Viss energi går förlorad för den omgivande miljön genom konvektion och strålning, men detta är vanligtvis en mindre mängd än den energi som används för kokning.
3. Cykeln
1. Stovetop överför värmen till potten (ledning).
2. Potten överför värmen till vattnet (ledning).
3. Konvektionsströmmar fördelar värmen i vattnet.
4. Vattenmolekylerna absorberar värmen och ökar deras kinetiska energi.
5. När vattnet når 100 ° C (212 ° F) vid standard atmosfärstryck, går energiingången till att bryta bindningarna mellan vattenmolekyler, vilket får det att koka och förvandlas till ånga.
I huvudsak upprätthålls lagen om bevarande av energi på eftersom den energi som tillhandahålls av kaminen omvandlas till den kinetiska energin hos vattenmolekyler och den energi som krävs för att ändra sin fas från vätska till gas. En liten mängd energi går förlorad för miljön, men majoriteten används för att koka vattnet.
