Кипячение воды¶

Кипячение воды — термическая обработка жидкости, при которой она нагревается до температуры кипения (при нормальном атмосферном давлении — 100 °C) и переходит из жидкого состояния в пар. Основная практическая цель процедуры — обеззараживание: кипячение уничтожает большинство болезнетворных бактерий, вирусов и простейших, а также инактивирует многие токсины. Вода является одним из самых распространённых веществ на Земле и используется в быту, промышленности, медицине и научных исследованиях.

¶Физика процесса

При нагреве вода расширяется, а её давление насыщенного пара растёт. Кипение начинается, когда давление пара над поверхностью жидкости сравнивается с внешним атмосферным давлением. При нормальном давлении (101,325 кПа) вода кипит при 100 °C; при пониженном давлении, например в высокогорных районах, температура кипения снижается — на высоте около 2000 м она составляет примерно 93 °C, а на высоте Эвереста (8848 м) — около 70 °C. Это важно для кулинарии: продукты в горах готовятся дольше.

После достижения точки кипения температура воды перестаёт расти, даже если продолжать подавать тепло: вся энергия идёт на фазовый переход (скрытую теплоту парообразования, около 2260 кДж/кг). Поэтому «перекипятить» воду в физическом смысле нельзя — можно лишь выпарить её полностью.

¶Способы кипячения

¶На открытом огне

Классический способ — нагрев воды в кастрюле или чайнике на газовой плите, электроплите, костре или другой тепловой камере. Скорость закипания зависит от объёма посуды, мощности источника тепла, начальной температуры воды и материала стенок. В кастрюле из нержавеющей стали или алюминия с толстым дном процесс идёт быстрее и равномернее, чем в тонкостенной эмалированной посуде.

¶В электрическом чайнике

Электрочайник — наиболее распространённый в быту прибор для кипячения воды. Нагревательный элемент (обычно спираль или плоский диск) закипает воду за 3–7 минут в зависимости от объёма и мощности (как правило, 1500–3000 Вт). Современные модели снабжены термостатом, который отключает питание при закипании, и защитой от включения без воды.

¶В микроволновой печи

Микроволновая печь нагревает воду диэлектрическим поглощением энергии СВЧ-излучения. Метод применим, но имеет ограничения: в гладкой чистой посуде вода может перегреться выше 100 °C без видимого кипения, а при резком возмущении (добавлении ложки, погружении предмета) происходит бурное вскипание с выбросом пара. По этой причине кипячение в микроволновой печи считается небезопасным.

¶В походных условиях

В туристических и полевых условиях воду кипятят в котелках, кастрюлях на горелках (газовых или спиртовых) и на костре. Кипячение остаётся основным доступным способом обеззараживания воды в полевых условиях; для этого достаточно 1 минуты бурного кипения на уровне моря (рекомендации ВОЗ), а в высокогорье время увеличивается.

¶Время кипячения и обеззараживание

По данным Всемирной организации здравоохранения, для уничтожения большинства патогенных микроорганизмов достаточно 1 минуты непрерывного кипения. Кишечная палочка, холерный вибрион, лептоспиры и возбудители брюшного тифа погибают практически мгновенно при 100 °C. Споры некоторых бактерий (например, столбнячной палочки) выдерживают кипячение до нескольких часов, однако в питьевой воде они встречаются редко.

Кипячение не удаляет из воды соли, тяжёлые металлы, пестициды и многие химические загрязнители — оно лишь концентрирует их при частичном выпаривании. Для снижения минерализации применяют дистилляцию или обратный осмос.

¶Влияние на свойства воды

Кипячение снижает содержание растворённых газов, прежде всего кислорода и углекислого газа, поэтому «живая» некипячёная вода воспринимается как более мягкая на вкус. Одновременно происходит частичное выпадение солей жёсткости (карбонатов кальция и магния) в накипь — осадок на стенках и дне посуды. Накипь снижает теплоотдачу нагревательного элемента и может приводить к его перегреву, поэтому её регулярно удаляют механически или растворами лимонной кислоты.

После кипячения воду рекомендуется охлаждать в закрытой посуде, чтобы избежать повторного заражения из воздуха.

¶Применение

Кипячение применяется в домашнем хозяйстве (приготовление пищи, напитков), медицине (стерилизация инструментов и перевязочных материалов в аварийных условиях), пищевой промышленности (пастеризация и стерилизация жидкостей) и лабораторной практике. В ряде стран кипячение остаётся основным способом подготовки питьевой воды в сельской местности без централизованного водоснабжения.

Источники:

• Всемирная организация здравоохранения. «Питьевая вода: руководство по качеству и безопасности»
• ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества»
• Физическая химия: учебник под ред. В. С. Кудрявцева
• Справочник по санитарно-гигиеническим нормативам качества воды