1. Почему суп быстрее остывает, если на него дуть? 2. Отличается ли температура воды в кипящей кастрюле от температуры пара кипящей воды? 3. Почему кипящая вода перестаёт кипеть, как только её снимают с огня?

Отвечаю по пунктам.

1. Дуем — охлаждаем быстрее по двум главным причинам:
   • Усиливаем конвекцию. Над горячей поверхностью есть «тепловая подушка» — тонкий слой прогретого и увлажнённого воздуха. Поток воздуха сдувает этот слой и постоянно подводит более прохладный воздух комнаты. Коэффициент теплоотдачи растёт, и тепло уходит быстрее.
   • Ускоряем испарение. Поток уменьшает влажность и парциальное давление водяного пара прямо у поверхности, а ещё уносит образующийся пар. Испарение забирает очень много скрытой теплоты (порядка 2250 кДж на кг). Для ощущения масштаба: испарение всего 1 г воды снимает столько тепла, что 1 литр супа остынет примерно на 0,5 °C. Поэтому дуть, особенно сухим комнатным воздухом, сильно помогает. (То, что выдох тёплый и влажный, не мешает: быстрая струя втягивает окружающий, более сухой воздух и всё равно резко усиливает конвекцию и испарение.)

2. В открытой кастрюле при нормальном давлении температура кипящей воды и насыщенного пара над ней одинакова — около 100 °C (точное значение зависит от давления/высоты). Разница в том, что «видимый пар» — это уже не чистый пар, а туман из микрокапелек, который успел смешаться с воздухом и обычно холоднее 100 °C. А вот настоящий пар прямо у поверхности (и в пузырьках) — той же температуры, что и кипящая вода. В закрытых системах (например, в скороварке) и пар, и вода могут быть горячее 100 °C из-за повышенного давления; а в открытом воздухе на высоте — наоборот, холоднее.

3. Кипение — это не просто «достигли 100 °C». Это непрерывное образование и рост пузырьков в местах подводa тепла. Пока дно получает энергию, вода у него чуть перегрета относительно среды, пузырьки быстро растут и не схлопываются — идёт бурное кипение. Как только вы снимаете с огня, поток тепла снизу прекращается, вода и дно начинают остывать, локальная температура падает даже на доли градуса — и условия для образования/роста пузырьков пропадают. Поэтому «бурление» почти сразу стихает, хотя сама вода ещё может быть очень горячей и близкой к температуре кипения. Иногда кипение продолжается несколько секунд за счёт тепла, запасённого в стенках кастрюли, но без постоянного подвода энергии процесс затухает.

1. Потому что при «дуновении» резко усиливаются два механизма теплоотдачи от поверхности супа:
   • Форсированная конвекция. Движущийся воздух сдувает прогретый приграничный слой над супом и заменяет его более холодным. В законе охлаждения Ньютона это означает рост коэффициента теплоотдачи h: q = h·A·(Tпов–Tвозд). Чем быстрее поток, тем больше h и тем быстрее уходит тепло.
   • Усиление испарения. Над горячей жидкостью мгновенно образуется насыщённый водяной пар, который как «шуба» тормозит дальнейшее испарение. Когда дуешь, ты уносишь этот пар и подаёшь более сухой и холодный воздух; скорость испарения растёт, а с испарением уходит очень много энергии (скрытая теплота парообразования воды ≈ 2,3 МДж/кг). Поэтому суп остывает заметно быстрее, чем без обдува.

2. В открытой кипящей кастрюле (при одном и том же давлении) температура жидкости и образующегося над ней насыщённого пара одинакова — это температура кипения при данном давлении. На уровне моря это примерно 100 °C; в горах ниже и т. д. Важно различать:
   • Насыщенный пар прямо у поверхности — той же температуры, что и кипящая вода.
   • «Белое облачко» чуть поодаль — это уже мелкие капельки конденсата, которые возникли при смешении пара с более холодным воздухом; там температура может быть ниже ста градусов.
   • Перегретый пар (температура выше точки кипения) бывает, если пар после отделения от воды дополнительно нагревают в замкнутой системе; у открытой кастрюли такого нет.

3. Кипение прекращается сразу после снятия с огня, потому что исчезает приток энергии, поддерживающий жидкость ровно на температуре кипения. Образование пузырьков требует, чтобы у стенок и в объёме была хотя бы небольшая «сверхтемпература» относительно точки кипения при текущем давлении. Как только нагрев прекращается, продолжающееся испарение и теплоотдача в воздух и в более холодные части кастрюли мгновенно охлаждают тонкий поверхностный и пристенный слои на доли–единицы градуса ниже температуры кипения — и устойчивое пузырькообразование zамирает. Испарение при этом не прекращается (вода всё ещё горячая), а если сама кастрюля массивная и раскалённая, «послекипение» может ещё немного продолжаться за счёт её тепла, но быстро затухает.