Ποιες είναι οι φυσαλίδες στο βραστό νερό;

Φυσαλίδες όταν εσείς βράζω νερό. Έχετε αναρωτηθεί ποτέ τι υπάρχει μέσα τους; Οι φυσαλίδες σχηματίζονται σε άλλα βρασμένα υγρά; Εδώ είναι μια ματιά στη χημική σύνθεση των φυσαλίδων, αν οι βραστό νερό φυσαλίδες είναι διαφορετικές από εκείνες που σχηματίζονται σε άλλα υγρά, και πώς να βράσει το νερό χωρίς να σχηματίζουν οποιεσδήποτε φυσαλίδες καθόλου.

Γρήγορα γεγονότα: Βράζει νερό φυσαλίδες

Όταν αρχίσετε να βράζετε για πρώτη φορά νερό, οι φυσαλίδες που βλέπετε είναι βασικά φυσαλίδες αέρα. Τεχνικά, αυτές είναι φυσαλίδες που σχηματίζονται από τα διαλελυμένα αέρια που εξέρχονται από το διάλυμα, έτσι εάν το νερό βρίσκεται σε διαφορετική ατμόσφαιρα, οι φυσαλίδες θα αποτελούνται από αυτά τα αέρια. Υπό κανονικές συνθήκες, οι πρώτες φυσαλίδες είναι κυρίως άζωτο με οξυγόνο και λίγο αργό και

Καθώς συνεχίζετε να θερμαίνετε το νερό, τα μόρια αποκτούν αρκετή ενέργεια για να μεταβούν από την υγρή φάση στην αέρια φάση. Αυτές οι φυσαλίδες είναι υδρατμοί. Όταν βλέπετε το νερό σε μια "κυρτή βράση", οι φυσαλίδες είναι εξ ολοκλήρου υδρατμοί. Οι φυσαλίδες υδρατμών αρχίζουν να σχηματίζονται σε σημεία πυρήνωσης, οι οποίες είναι συχνά μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα, έτσι ώστε το νερό να αρχίζει να βράζει, οι φυσαλίδες αποτελούνται από ένα μίγμα αέρα και υδρατμών.

Τόσο οι φυσαλίδες αέρα όσο και οι φυσαλίδες υδρατμών επεκτείνονται καθώς ανεβαίνουν, επειδή υπάρχει λιγότερη πίεση που τους πιέζει. Μπορείτε να δείτε αυτό το αποτέλεσμα πιο καθαρά αν φυσώντας φυσαλίδες υποβρύχια σε μια πισίνα. Οι φυσαλίδες είναι πολύ μεγαλύτερες από τη στιγμή που φτάνουν στην επιφάνεια. Οι φυσαλίδες υδρατμών ξεκινούν μεγαλύτερες καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται επειδή μετατρέπεται όλο το υγρό σε αέριο. Σχεδόν φαίνεται ότι οι φυσαλίδες προέρχονται από την πηγή θερμότητας.

Ενώ οι φυσαλίδες αέρα ανεβαίνουν και αναπτύσσονται, μερικές φορές οι φυσαλίδες ατμών συρρικνώνονται και εξαφανίζονται καθώς το νερό αλλάζει από την κατάσταση του φυσικού αερίου σε υγρή μορφή. Οι δύο θέσεις όπου μπορείτε να δείτε τις φυσαλίδες να συρρικνώνονται είναι στο κάτω μέρος μιας κατσαρόλας λίγο πριν το βράσει το νερό και στην πάνω επιφάνεια. Στην πάνω επιφάνεια, μια φούσκα μπορεί είτε να σπάσει και να απελευθερώσει τον ατμό στον αέρα, είτε, εάν η θερμοκρασία είναι αρκετά χαμηλή, η φυσαλίδα μπορεί να συρρικνωθεί. Η θερμοκρασία στην επιφάνεια του βραστό νερό μπορεί να είναι πιο ψυχρή από το χαμηλότερο υγρό, λόγω της ενέργειας που απορροφάται από τα μόρια του νερού όταν αλλάζουν φάσεις.

Αν αφήσετε το βρασμένο νερό να κρυώσει και αμέσως επαναλάβετε, δεν θα δείτε διαλυμένες φυσαλίδες αέρα επειδή το νερό δεν είχε χρόνο να διαλύσει το αέριο. Αυτό μπορεί να προκαλέσει κίνδυνο για την ασφάλεια, επειδή οι φυσαλίδες αέρα διαταράσσουν επαρκώς την επιφάνεια του νερού για να αποφευχθεί η εκρηκτική βρασμού (υπερθέρμανση). Μπορείτε να παρατηρήσετε αυτό με φούρνο μικροκυμάτων. Εάν βράσετε το νερό αρκετό καιρό για να διαφύγουν τα αέρια, αφήστε το νερό να κρυώσει και, στη συνέχεια, η επιφανειακή τάση του νερού μπορεί να εμποδίσει το βρασμό του υγρού ακόμα και αν η θερμοκρασία του είναι υψηλή αρκετά. Στη συνέχεια, η πρόσκρουση του δοχείου μπορεί να οδηγήσει σε ξαφνική, βίαιη βρασμό!

Μια κοινή παρανόηση που οι άνθρωποι έχουν πιστεύει ότι οι φυσαλίδες είναι φτιαγμένες από υδρογόνο και οξυγόνο. Όταν το νερό βράζει, αλλάζει φάση, αλλά οι χημικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων υδρογόνου και οξυγόνου δεν σπάνε. Το μόνο οξυγόνο σε μερικές φυσαλίδες προέρχεται από διαλυμένο αέρα. Δεν υπάρχει αέριο υδρογόνο.

Εάν βράζετε άλλα υγρά εκτός από το νερό, συμβαίνει το ίδιο φαινόμενο. Οι αρχικές φυσαλίδες θα αποτελούνται από τυχόν διαλυμένα αέρια. Καθώς η θερμοκρασία πλησιάζει περισσότερο στο σημείο βρασμού του υγρού, οι φυσαλίδες θα είναι η ατμόσφαιρα της ουσίας.

Ενώ μπορείτε να βράσετε το νερό χωρίς φυσαλίδες αέρα απλώς επανεμβάλλοντας το, δεν μπορείτε να φτάσετε στο σημείο βρασμού χωρίς να έχετε φυσαλίδες ατμού. Αυτό ισχύει για άλλα υγρά, συμπεριλαμβανομένων των τετηγμένων μετάλλων. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μια μέθοδο πρόληψης του σχηματισμού φυσαλίδων. Η μέθοδος βασίζεται στο Effect Leidenfrost, το οποίο μπορεί να παρατηρηθεί με το ψεκασμό σταγονιδίων νερού σε ένα ζεστό τηγάνι. Εάν η επιφάνεια του νερού είναι επικαλυμμένη με ένα πολύ υδρόφοβο (υδατοαπωθητικό) υλικό, σχηματίζεται ένα μαξιλάρι ατμού που εμποδίζει τη δημιουργία φυσαλίδων ή εκρηκτικού βρασμού. Η τεχνική δεν έχει μεγάλη εφαρμογή στην κουζίνα, αλλά μπορεί να εφαρμοστεί σε άλλα υλικά, ενδεχομένως μειώνοντας τις επιφανειακές οπισθέλκουσες ή ελέγχοντας τις μεθόδους θέρμανσης και ψύξης μετάλλων.