Bąbelki tworzą się kiedy ty zagotować wodę. Czy zastanawiałeś się kiedyś, co jest w nich? Czy w innych wrzących cieczach tworzą się bąbelki? Oto skład chemiczny bąbelków, czy bąbelki wrzącej wody różnią się od pęcherzyków powstających w innych cieczach, i jak gotować wodę bez tworzenia się pęcherzyków.
Szybkie fakty: bąbelki wrzącej wody
- Początkowo bąbelki we wrzącej wodzie są bąbelkami powietrza.
- Pęcherzyki w wodzie doprowadzone do toczącego się wrzenia składają się z pary wodnej.
- Po ponownym zagotowaniu wody pęcherzyki mogą się nie tworzyć. Może to doprowadzić do wybuchowego wrzenia!
- Pęcherzyki tworzą się również w innych cieczach. Pierwsze bąbelki składają się z powietrza, a następnie z fazy gazowej rozpuszczalnika.
Wewnątrz pęcherzyków wrzącej wody
Kiedy zaczynasz gotować wodę, pęcherzyki, które widzisz, są w zasadzie pęcherzykami powietrza. Technicznie są to pęcherzyki utworzone z rozpuszczonych gazów wychodzących z roztworu, więc jeśli woda znajduje się w innej atmosferze, pęcherzyki będą się składać z tych gazów. W normalnych warunkach pierwsze bąbelki to głównie azot z tlenem i trochę argonu i
dwutlenek węgla.W miarę podgrzewania wody cząsteczki zyskują wystarczającą ilość energii, aby przejść z fazy ciekłej do fazy gazowej. Te bąbelki są parą wodną. Kiedy widzisz wodę w „toczącym się wrzeniu”, bąbelki są całkowicie parą wodną. Pęcherzyki pary wodnej zaczynają tworzyć się w miejscach zarodkowania, które są często małymi pęcherzykami powietrza, więc gdy woda zaczyna wrzeć, pęcherzyki składają się z mieszaniny powietrza i pary wodnej.
Zarówno pęcherzyki powietrza, jak i pęcherze pary wodnej rozszerzają się wraz ze wzrostem, ponieważ naciska na nie nacisk. Możesz zobaczyć ten efekt wyraźniej, jeśli wydmuchujesz bąbelki pod wodą w basenie. Pęcherzyki są znacznie większe, zanim dotrą do powierzchni. Pęcherzyki pary wodnej zaczynają się zwiększać w miarę wzrostu temperatury, ponieważ więcej cieczy jest przekształcane w gaz. Wygląda prawie tak, jakby bąbelki pochodziły ze źródła ciepła.
Podczas gdy pęcherzyki powietrza unoszą się i rozszerzają, czasem pęcherzyki pary kurczą się i znikają, gdy woda zmienia się ze stanu gazowego z powrotem w postać płynną. Dwa miejsca, w których widać kurczenie się pęcherzyków, znajdują się na dnie patelni tuż przed zagotowaniem wody i na górnej powierzchni. Na górnej powierzchni bąbelek może pęknąć i uwolnić parę do powietrza lub, jeśli temperatura jest wystarczająco niska, bąbelek może się skurczyć. Temperatura na powierzchni wrzącej wody może być niższa niż niższa ciecz ze względu na energię, która jest absorbowana przez cząsteczki wody, gdy zmieniają fazy.
Jeśli pozwolisz, aby przegotowana woda ostygła i natychmiast ugotuj ponownie, nie zobaczysz pęcherzyków powietrza rozpuszczonego, ponieważ woda nie miała czasu na rozpuszczenie gazu. Może to stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa, ponieważ pęcherzyki powietrza zaburzają powierzchnię wody na tyle, aby zapobiec jej gwałtownemu wrzeniu (przegrzaniu). Możesz to zaobserwować za pomocą woda mikrofalowa. Jeśli zagotujesz wodę wystarczająco długo, aby gazy mogły się ulotnić, pozwól wodzie ostygnąć, a następnie natychmiast ją ponownie zagotuj, napięcie powierzchniowe wody może zapobiec wrzeniu cieczy, nawet jeśli jej temperatura jest wysoka dość. Wówczas uderzenie w pojemnik może doprowadzić do nagłego, gwałtownego wrzenia!
Jednym z powszechnych nieporozumień jest przekonanie, że bąbelki są zbudowane z wodoru i tlenu. Gdy woda wrze, zmienia fazę, ale wiązania chemiczne między atomami wodoru i tlenu nie pękają. Jedyny tlen w niektórych pęcherzykach pochodzi z rozpuszczonego powietrza. Nie ma wodoru.
Skład pęcherzyków w innych płynach wrzących
Jeśli zagotujesz inne płyny oprócz wody, pojawi się ten sam efekt. Początkowe bąbelki będą się składały z wszelkich rozpuszczonych gazów. Gdy temperatura zbliża się do temperatury wrzenia cieczy, pęcherzyki będą fazą parową substancji.
Gotowanie Bez Pęcherzyków
Chociaż można gotować wodę bez pęcherzyków powietrza, po prostu gotując ją ponownie, nie można osiągnąć temperatury wrzenia bez uzyskania pęcherzyków pary. Dotyczy to innych cieczy, w tym stopionych metali. Naukowcy odkryli metodę zapobiegania tworzeniu się bąbelków. Metoda oparta jest na Efekt Leidenfrosta, które można zobaczyć przez zraszanie kropel wody na gorącej patelni. Jeśli powierzchnia wody pokryta jest wysoce hydrofobowym (hydrofobowym) materiałem, tworzy się poduszka parowa, która zapobiega bulgotaniu lub wybuchowemu wrzeniu. Technika ta nie ma dużego zastosowania w kuchni, ale można ją zastosować do innych materiałów, potencjalnie zmniejszając opór powierzchniowy lub kontrolując procesy podgrzewania i chłodzenia metalu.