Что такое пузыри в кипящей воде?

Пузыри сформировать, когда вы кипящая вода. Задумывались ли вы, что внутри них? Формируются ли пузырьки в других кипящих жидкостях? Вот посмотрите на химический состав пузырьков, отличаются ли пузырьки кипящей воды от тех, которые образуются в других жидкостях, и как кипятить воду без образования каких-либо пузырьков вообще.

Быстрые факты: пузыри кипящей воды

Когда вы впервые начинаете кипятить воду, пузырьки, которые вы видите, в основном пузырьки воздуха. Технически, это пузырьки, образованные из растворенных газов, которые выходят из раствора, поэтому, если вода находится в другой атмосфере, пузырьки будут состоять из этих газов. При нормальных условиях первые пузырьки - это в основном азот с кислородом и немного аргона и

Когда вы продолжаете нагревать воду, молекулы приобретают достаточно энергии для перехода из жидкой фазы в газовую фазу. Эти пузырьки являются водяным паром. Когда вы видите воду при «кипящем кипении», пузырьки являются полностью водяным паром. На местах зарождения начинают образовываться пузырьки водяного пара, которые часто представляют собой крошечные пузырьки воздуха, поэтому, когда вода начинает кипеть, пузырьки состоят из смеси воздуха и водяного пара.

Как пузырьки воздуха, так и пузырьки водяного пара расширяются, поскольку они поднимаются, потому что на них оказывается меньшее давление. Вы можете увидеть этот эффект более четко, если вы будете пускать пузыри под водой в бассейне. Пузырьки становятся намного больше к тому времени, когда они достигают поверхности. Пузырьки водяного пара начинают увеличиваться по мере повышения температуры, поскольку в газ превращается больше жидкости. Кажется, что пузырьки исходят от источника тепла.

В то время как пузырьки воздуха поднимаются и расширяются, иногда пузырьки пара сжимаются и исчезают, когда вода переходит из состояния газа обратно в жидкую форму. Два места, где можно увидеть пузырьки, находятся на дне кастрюли непосредственно перед кипением воды и на верхней поверхности. На верхней поверхности пузырь может разбиться и выпустить пар в воздух, или, если температура достаточно низкая, пузырь может сжаться. Температура на поверхности кипящей воды может быть ниже температуры нижней жидкости из-за энергии, которая поглощается молекулами воды при смене фаз.

Если вы позволите кипяченой воде остыть и сразу перестаньвы не увидите растворенных пузырьков воздуха, потому что вода не успела растворить газ. Это может представлять угрозу безопасности, потому что пузырьки воздуха разрушают поверхность воды в достаточной степени, чтобы предотвратить ее взрывное кипение (перегрев). Вы можете наблюдать это с вода в микроволновке. Если вы кипятите воду достаточно долго для выхода газов, дайте воде остыть, а затем сразу же кипятите ее, поверхностное натяжение воды может препятствовать кипению жидкости, даже если ее температура высокая довольно. Тогда столкновение с контейнером может привести к внезапному сильному кипению!

Люди часто думают, что пузырьки состоят из водорода и кислорода. Когда вода кипит, она меняет фазу, но химические связи между атомами водорода и кислорода не нарушаются. Единственный кислород в некоторых пузырьках поступает из растворенного воздуха. Там нет никакого газообразного водорода.

Если вы кипятите другие жидкости, кроме воды, возникает тот же эффект. Начальные пузырьки будут состоять из любых растворенных газов. По мере приближения температуры к температуре кипения жидкости пузырьки будут находиться в паровой фазе вещества.

В то время как вы можете вскипятить воду без пузырьков воздуха, просто кипятив ее, вы не сможете достичь точки кипения, не получив пузырьков пара. Это верно для других жидкостей, в том числе расплавленных металлов. Ученые обнаружили способ предотвращения образования пузырьков. Метод основан на Эффект Лейденфрост, что можно увидеть, разбрызгивая капельки воды на горячей сковороде. Если поверхность воды покрыта высокогидрофобным (водоотталкивающим) материалом, образуется паровая подушка, которая предотвращает образование пузырьков или взрывное кипение. Техника не имеет большого применения на кухне, но она может быть применена к другим материалам, потенциально уменьшая поверхностное сопротивление или управляя процессами нагрева и охлаждения металла.