¿Proporcionar más calor a una olla de agua hirviendo realmente la hace más caliente?

A veces, mi esposa tiene una olla de agua 'hirviendo furiosamente'. ¿El calor adicional (desperdiciado en mi opinión) realmente hace alguna diferencia, además de reducir la cantidad de agua en la sartén, lo que podría hacerse vertiendo un poco?

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Respuestas (6)

La conclusión es que, a todos los efectos prácticos, subir la calefacción no hará ninguna diferencia. Sin embargo, hay algunas sutilezas a considerar.

El agua hierve cuando el potencial químico del agua es igual al potencial químico del vapor de agua a la misma temperatura. Uno de los factores que determinan el potencial químico del vapor de agua es la presión, o más precisamente la presión parcial del vapor de agua en el aire.

Si toma un recipiente con agua a temperatura ambiente y lo coloca en una cámara sellada, el agua se evapora hasta que la presión parcial del vapor de agua es de aproximadamente 0,03 atmósferas. Si aumenta la temperatura a 50ºC, entonces el potencial químico del agua aumenta, por lo que la presión parcial del vapor de agua aumenta hasta alcanzar aproximadamente 0,12 atmósferas. Mientras la presión parcial del vapor de agua pueda seguir aumentando, el agua dejará de hervir.

Pero cuando se calienta agua al aire libre, la presión parcial del vapor de agua no puede subir por encima de 1 atmósfera, por lo que cuando la temperatura alcanza los 100 ºC, la presión parcial del vapor de agua ya no puede aumentar para detener la ebullición del agua y calentar el agua con más fuerza. solo provoca una mayor evaporación y no eleva la temperatura. La temperatura del agua se mantiene bloqueada a 100ºC.

Sin embargo, esto supone que el agua y el vapor están en equilibrio y, en la vida real, el sistema de agua/vapor puede estar cerca del equilibrio, pero en realidad no estará en equilibrio. Inevitablemente tenemos algo de sobrecalentamiento y la temperatura del agua puede subir ligeramente por encima de los 100ºC. Cuanto más vigorosamente caliente el agua, mayor será el grado de sobrecalentamiento y mayor será la temperatura del agua.

Así que subir el gas aumentará la temperatura del agua ligeramente por encima de los 100ºC. Sin embargo, estamos hablando de un aumento muy pequeño, unos pocos grados como máximo, y es poco probable que esto haga una diferencia significativa en el tiempo de cocción. De ahí mi comentario inicial de que, a todos los efectos prácticos, subir la calefacción no supondrá ninguna diferencia.

Depende de lo que entiendas por "marcar la diferencia". La temperatura del agua no subirá, pero ESTÁ absorbiendo más calor, evaporándose más rápido, etc., y estas cosas pueden tener algún efecto en los alimentos.
Al elevar la presión parcial del vapor de agua sobre el agua caliente, aumenta su punto de ebullición. (Por supuesto, el efecto es fracciones de grado, pero sucede).

El agua no va a tener una temperatura significativamente superior a los 100° C, incluso si recargas el gas (o lo que sea).

Pero si no es solo agua, el resultado final puede ser diferente. Por ejemplo, en un arroz Pilaf (como una Paella) es muy importante cronometrar la cosa para que el caldo se "termine" justo cuando el arroz esté cocido --- y no quieras quitarlo físicamente porque tiene que suelte los sabores al arroz. Entonces la cantidad de calor tendrá un efecto aquí.

+1 por señalar el escenario culinario en el que es importante controlar la tasa de evaporación, y no equivale a usar menos agua o verter un poco.
Entonces, se trata más de la tasa de transferencia de calor que de la cantidad total de calor entregado al agua, ¿verdad?

Proporcionar calor al agua hirviendo no aumenta su temperatura. La temperatura de ebullición del agua es aproximadamente 100 C (al nivel del mar y más bajo en altitudes más altas) y el calor agregado al agua hirviendo (el término técnico para esto es calor latente) solo hará que las moléculas de agua en fase líquida se conviertan en fase gaseosa. Sin embargo, si uno quiere mantener la cacerola y el agua en 100 C entonces uno necesita proporcionar calor constantemente, de lo contrario, la sartén y el agua se enfriarían a temperatura ambiente. Entonces, si la única razón es deshacerse del agua, hervirla es un desperdicio de energía.

Asumiendo que es solo agua lo que estás tirando. Por ejemplo, el agua de pasta contiene almidón.
Entonces, ¿podría suponer que hervir a fuego lento, donde el agua se mantiene a 100 ° C, no va a diferir de 'hervir furiosamente' en lo que respecta a lo que sea que esté en la sartén, aparte de, obviamente, el agua? Básicamente, ¿sería igual de efectivo mantener el agua hirviendo?
Una vez que el agua esté hirviendo, estará a 100 ° C, independientemente de que la ebullición sea furiosa o tranquila. Estar furioso o tranquilo solo afectará el tiempo de evaporación total del agua, que a su vez es el tiempo de cocción. Sé que algunas personas cocinan arroz con mucha agua y lo hierven furiosamente o algunas personas cocinan con menos agua pero lo hierven con calma.
@physicopath: fuŝaĵo: 'efecto' estu 'afectar'

Diría que, de hecho, podría disminuir el tiempo de cocción en un artículo con una masa no despreciable (llegue a eso más adelante) de manera algo significativa al encender la estufa. Cuando el agua comienza a hervir, comienza a moverse en relación con el elemento cocinado, lo que significa que la transferencia de calor del agua al elemento puede aumentar drásticamente (convección forzada versus convección/conducción natural) con la misma diferencia de temperatura entre el agua y el elemento. Cuando aumenta el calor, se evapora más agua y, por lo tanto, aumenta la velocidad del movimiento del agua, lo que genera más convección y más transferencia de calor al artículo, a pesar de que el agua tiene casi la misma temperatura.

Esto supone que el artículo no alcanza rápidamente la temperatura del agua (en cuyo punto cesa efectivamente la transferencia de calor). Los espaguetis podrían hacerlo en segundos, pero si fueras a hervir, por ejemplo, un pollo, podrías reducir sustancialmente el tiempo que tarda el centro en alcanzar la temperatura deseada.

Esto es similar a aumentar la velocidad de un ventilador que usa aire a temperatura ambiente para enfriar un trozo de metal caliente: la temperatura ambiente permanece igual pero la transferencia de calor aumenta, lo que hace que la temperatura del metal baje más rápido.

"especialmente porque el agua es casi incompresible y hay muy poca convección natural" No estoy seguro de cuánto tiene que ver eso. El agua todavía cambia significativamente de densidad en respuesta a la temperatura; por lo que la convección sigue siendo impulsada por el proceso. AFAIK, la convección natural en una olla de agua sigue siendo bastante decente antes de que comience la ebullición.

Dado que la mayor parte del agua está siendo enfriada por el medio ambiente, el agua a 100ºC solo estará en el fondo de la olla. Aumentar el calor en realidad marcará la diferencia, ya que el agua del fondo hervirá más rápido y transferirá más calor al agua fría superior, antes de que la temperatura ambiente la enfríe.

cuando el agua está hirviendo, se forman burbujas en el fondo de la olla que viajan hacia el aire, lo que resulta en una agitación y mezcla constantes. ¿Crees que en una pequeña cantidad de agua, como en una olla donde hay una mezcla constante, tendrías un gradiente de temperatura tan alto?
De hecho, no sé si el gradiente de temperatura será alto o bajo, pero me parece que aumentar la cantidad de burbujas en el fondo de la sartén definitivamente aumentará la temperatura del agua superior (aunque este incremento puede ser mínimo) .
Al revés en su mayoría. En la superficie del agua, el agua hierve a 1 atmósfera. Ahí es donde la temperatura (por definición) es 100C. Debajo de la superficie, la presión es ligeramente más alta debido al peso del agua de arriba. Pero dado que la profundidad se limitará a unos pocos centímetros, no obtendrá una presión muy superior a 1 Atm y, por lo tanto, no aumentará mucho la temperatura. Y eso es ignorar las variaciones de presión debidas a la turbulencia.

¿El calor adicional (desperdiciado en mi opinión) realmente hace alguna diferencia,

Lo es si le pones una tapa a la olla para que conserve el calor.

además de reducir la cantidad de agua en la sartén

"toda" la vigorosa ebullición"

  • agita el agua (que puede ser importante para cocinar)
  • indique un quemador caliente, que hará que el agua vuelva rápidamente a la temperatura si agrega algo más frío.

En pocas palabras: su pareja podría estar desperdiciando energía, o podría estar haciendo lo correcto para esa receta en particular.

En realidad, indica un fondo de olla caliente , que a menudo es causado por un quemador caliente (pero no siempre; ver estufas de inducción)
Entonces, ¿qué es 'SO'?
@Tim "otro significativo".
Por lo tanto, poner una tapa retendrá el calor. ¿Eso aumentará la temperatura? Sé que dejará de evaporarse mucho.
@Tim, hasta cierto punto, aumentará la temperatura del sistema que es una "bandeja cubierta llena de agua". Sin embargo, después de ese punto, la estufa lo calentará tanto como pueda, mientras que el vapor se escapa del borde del borde y se calienta por los lados de la sartén.