Как работи каната за вода?

Този пост започна като коментар към чуденката на Пейо, но стана твърде дълъг и реших, че е по-добре да го публикувам тук.

Водата кипи при различна температура при различно атмосферно налягане, а атмосферното налягане зависи от надморската височина. При еднакви други условия налягането на по-голяма надморска височина е по-ниско, отколкото на по-малка. В училище са ни учили, че водата кипи при 100°C, a истината е, че това е вярно само на морското равнище. На по-високо водата кипи при по-ниска температура (в София вероятно при около 96-97°C (само грубо предположение, базирано на мътни спомени и най-вероятно е погрешно)).

Друг важен факт е, че докато кипи, водата не повишава температурата си, т.е. колкото и енергия да вкарваме във водата чрез нагревателя, тя няма да превиши температурата си на кипене. Струва си да се спомене също, че освободените пари имат същата температура като тази на водата, когато тя кипи.

От тук следва, че не може да се направи кана, която да се изключва при определена температура, едновеременно с това водата вътре да кипи и в същото време тази кана да е използваема на две различни надморски равнища. Тук дори не става въпрос за някаква голяма денивелация.

Например нека имаме кана, която изключва при 100°C. Ако сме на морското равнище, тя ще работи добре, но ако сме на по-високо, тази температура няма как да се достигне и каната няма да изключи преди водата да изкипи. Да пробваме сега с кана, която изключва при по-ниска температура, да речем, при 95°C. Добре де, но ако сме на място, където водата кипи при по-висока температура (т.е. сме на по-ниско надморско равнище), водата очевидно няма да закипи, защото нагревателят ще се е изключил преди това.

Ето защо не може да се направи универсална кана, която завира вода, с механизъм за изключване при определена температура на водата. Значи механизмът трябва да е друг.

Моето предположение е, че близо до капака има камера с клапа, която се отваря, когато налягането на водните пари стане по-високо от някакво зададено (но по-високо от атмосферното). В камерата пък вероятно има термодатчик, който изключва нагревателя, когато температурата му стане по-висока от някаква, която обаче е по-ниска от температурата на кипене на водата при някаква разумна надморска височина. Налягането вътре в каната се повишава в следствие от повишаването на температурата, което в някакъв момент отваря клапата. Когато тя се отвори, в камерата влизат горещи водни пари и загряват термодатчика, който пък изключва камерата. По-този начин каната може да се направи да работи добре както на морското равнище, така и на Еверест например.

Това, разбира се, е само предположение, изградено на базата на опита ми с каните за завиране на вода (често си правя чай). Много е вероятно да бъркам някъде.

7 thoughts on “Как работи каната за вода?

  1. Не виждам причина за оскъпяване.

    Клапата, използвана за случая, може да има съвсем просто устройство. Най-тривиално можеш да си я представяш като преграда между обема на каната и атмосферата. Тази преграда си има някаква маса и е разположена така, че да може да се плъзга нагоре-надолу. Когато разликата между налягането на газовете в каната и атмосферното стане достатъчно голяма, че да повдигне преградата, тя ще пропусне горещите водни пари в камерата. Самата камера пък просто представлялва един обем, изолиран от обема, където се загрява водата.

    Все пак това е само принципно обяснение на пръсти. Вероятно реализацията е малко по-сложна, но не би трябвало да представлява проблем.

    А, подобна клапа имат всички тенджери под налягане. Когато налягането вътре превиши някаква стойност, тенджерата започва да свисти, т.е. клапата изпуска пара. Между другото, може да ти е интересно да разбереш как работят тенджерите под налягане. Има добро обяснение по бреговете на Дираково море.

  2. Да не си програмист? И да не си–решенито ти пак е типично програмистко. Слава богу, че програмистите "правят" само софтуер... :-D

  3. @Жоро: Ами не, не съм програмист, въпреки че по едно време опитвах да развивам такова мислене.

    Физик съм. А горното не претендира да бъде някакво конкретно решение, а по-скоро чисто физично обяснение "на пръсти". Опитал съм да обясня принципно нещата, а не да задълбавам в конкретики, които може би вълнуват инженерите.

    Ако мислиш, че правя някъде фундаментална грешка, обоснови се, моля.

  4. ДА, в тезата на автора има логика. Практиката ми е показала, че ако капакът на каната не е затворен напълно, то механизмът за изключване не работи и каната ври........ докато не се намеся. Това си е доказателство, че джаджата, която изключва каната не е на принципа на температурата на кипене.

  5. Здравейте,
    какво ви е мнението за пластмасовите кани (или тези с пластмасови части по тях, напр. капак, цедка, мерително отделение и т.н.)?
    Става въпрос по конкретно за съдържанието на 'бисфенол А' в този вид кани, понеже не е изришно упоменато.
    Как може да се разбере дали има подобно съдържание в състава на материала, от който е направена каната или е по-добре да се предпочете метална такава?
    Благодаря!

  6. Идеята на поста по-горе беше да обясни на идейно ниво как работи каната за вода, а не да бъде наръчник за закупуване на такава. Не съм експерт нито по каните за вода, нито по пластмасите и не мога да дам съвет. Лично мен пластмасовите кани никога не са ме притеснявали, но ако се тревожех за съдържанието на Бисфенол А, бих предпочел метална кана или такава, на която изрично пише, че не съдържа това химично съединение.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *