— Почему чайник раньше покрывался накипью, а теперь нет? Почему я заглядываю в водонагреватель, а он
— Почему чайник раньше покрывался накипью, а теперь нет? Почему я заглядываю в водонагреватель, а он почти чистый? — такие вопросы пришли от @measurepro с канала @meteo_tashkent и @DmitriySpitsin к субботе. У наших испытуемых та же вода, а чайник поменялся.
Оказывается, это не субботний вопрос, а вполне себе серьёзный.
— Во-первых, современные чайники стали не эмалированные, а из полированной нержавейки. Эмаль — это, по сути, стекло, наплавленное на металл, и оно имеет поры и шероховатости, то есть прямо отличные центры кристаллизации. А вот полировка нержавейки электрохимическим способом создаёт очень гладкую поверхность. Вот тут опыты выращивания кристаллов на разных подложках.
— Во-вторых, эмаль расширяется вместе с чайником. А вот нержавейка тоньше, и гуляет при остывании-нагреве. Под давлением воды и при закипании стенки могут вибрировать. Слой накипи — хрупкий. Металл под ним расширился или сжался — накипь треснула и отвалилась. Сама она никуда не пропадает, плавает у дна, и вы её выплёскиваете. В эмалированном чайнике же она остаётся на стенках.
Изучение трещинообразования в металлах и керамике, база для термоциклов (накипь ломается на порядки быстрее, чем металл при охлаждении-нагреве).
US 7823627 В2, US 20070267175 A1 — патенты на вибраторы для нефтяных труб, там стальной шарик и электромагнит, который выстреливает шарик в стенку трубы. Колебания взбалтывают пограничный слой у стенки.
— В-третьих, важно время кипения. В старом чайнике вода могла кипеть 2-3 минуты, а в чайнике со свистком или в чайнике с паропроводом через ручку — это почти все электрочайники — выключение почти сразу после кипения. Кстати, паропровод в ручке часто означает автодетекцию кипения при любой температуре, даже при +80 градусах Цельсия — важно, чтобы пар взаимодействовал через ручку с биметаллическим элементом в донышке. Но если будете кипятить спирт, осторожнее. Не только по этой причине.
Вот исследования скорости образования кристаллов.
— Про бойлер важно, что прямо интенсивное образование накипи начинается примерно с 60–65°C. Если бойлёр стоит на 55, то накипь образуется на порядок медленнее, чем при кипячении. Соли остаются растворенными в воде.
Вот две работы про выпадение карбоната кальция из морской воды — точнее, почему она не оставляет накипь. Всё из-за магния — время образования увеличивается, а сама структура становится менее плотной. Накипь в чайнике и трубах — это тот же карбонат кальция, который выпадает из пересыщенной воды при нагреве или кислотности. Состав растворённых ионов будет сильно влиять на тип и скорость образования накипи и её растворимость. Если что, в бойлере, вероятно, стоит магниевый анод, который нужен для защиты ТЭНа от ржавчины.
Ну и водяной пар ускоряет разложение известняка на оксид кальция и CO₂. Но там нужны температуры сильно выше, чем есть в чайнике.
А вообще, конечно же, покрывается!
— Вступайте в ряды Фурье! | Посты без накипи Задача: вскипятить чайник. Решение: налить воду, зажечь огонь, поставить чайник на огонь и подогреть до 100° С. Задача меняется, теперь чайник уже наполнен водой. Физики: зажигаем огонь, ставим, нагреваем. Математики: выливаем воду из чайника, чем сводим задачу к предыдущей!