Kokie yra burbuliukai verdančiame vandenyje?

Burbulai forma kai tu užvirti vandenį. Ar kada susimąstėte, kas jų viduje? Ar kituose verdančiuose skysčiuose susidaro burbuliukai? Čia pažiūrėsime, kokia yra burbuliukų cheminė sudėtis, ar verdančio vandens burbuliukai skiriasi nuo susidariusių kituose skysčiuose, ir kaip virinti vandenį nesudarant burbuliukų.

Greiti faktai: verdančio vandens burbuliukai

Kai pirmą kartą pradedate virti vandenį, jūsų matomi burbuliukai iš esmės yra oro burbuliukai. Techniškai tai yra burbuliukai, susidarantys iš ištirpusių dujų, išeinančių iš tirpalo, taigi, jei vanduo yra kitoje atmosferoje, burbuliukus sudarytų tos dujos. Normaliomis sąlygomis pirmieji burbuliukai dažniausiai būna azotas su deguonimi ir šiek tiek argono bei

Toliau kaitinant vandenį, molekulės įgyja pakankamai energijos, kad galėtų pereiti iš skystos fazės į dujinę fazę. Šie burbuliukai yra vandens garai. Kai matote vandenį „vyniojančio virimo“ metu, burbuliukai yra tik vandens garai. Vandens garų burbuliukai pradeda formuotis branduolių susidarymo vietose, kurios dažnai būna mažos, oro burbuliukai, todėl, kai vanduo pradeda virti, burbuliukai susideda iš oro ir vandens garų mišinio.

Oro burbuliukai ir vandens garų burbuliukai plečiasi kylant, nes į juos spaudžiamas mažesnis slėgis. Šį efektą galite pamatyti aiškiau, jei pučiate burbulus po vandeniu baseine. Burbulai yra daug didesni tuo metu, kai jie pasiekia paviršių. Vandens garų burbuliukai pradeda didėti, kai temperatūra pakyla, nes daugiau skysčio virsta dujomis. Panašu, kad burbuliukai kyla iš šilumos šaltinio.

Oro burbulams kylant ir plečiantis, garų burbuliukai kartais susitraukia ir išnyksta, kai vanduo iš dujų būklės pasikeičia į skystą pavidalą. Dvi vietos, kuriose galite pastebėti burbuliukų susitraukimą, yra keptuvės apačioje prieš pat vandens virimą ir viršutiniame paviršiuje. Viršutiniame paviršiuje burbulas gali suskilti ir išleisti garus į orą, arba, jei temperatūra yra pakankamai žema, burbulas gali susitraukti. Dėl energijos, kurią sugeria vandens molekulės, kai jos keičia fazes, temperatūra verdančio vandens paviršiuje gali būti vėsesnė nei apatinio skysčio.

Jei leisite virintam vandeniui atvėsti ir nedelsdami pervirkite, nematysite, kad susidaro ištirpę oro burbuliukai, nes vanduo neturėjo laiko ištirpinti dujų. Tai gali kelti pavojų saugai, nes oro burbuliukai pakankamai pažeidžia vandens paviršių, kad jis negalėtų sprogti. Tai galite stebėti naudodamiesi mikrobangų vanduo. Jei verdate vandenį pakankamai ilgai, kad dujos galėtų ištekėti, leiskite vandeniui atvėsti ir nedelsdami vėl užvirkite, vandens paviršiaus įtempimas gali užkirsti kelią skysčio virimui, net jei jo temperatūra yra aukšta pakankamai. Tuomet konteinerio užpylimas gali sukelti staigų, žiaurų virimą!

Vienas įprastas klaidingas žmonių įsitikinimas yra manyti, kad burbuliukai yra sudaryti iš vandenilio ir deguonies. Kai vanduo verda, jis keičia fazę, tačiau cheminiai ryšiai tarp vandenilio ir deguonies atomų nesutrūksta. Vienintelis deguonis iš kai kurių burbuliukų patenka iš ištirpusio oro. Nėra vandenilio dujų.

Jei verdate ne tik vandenį, bet ir kitus skysčius, atsiranda tas pats poveikis. Pradinius burbulus sudarys ištirpusios dujos. Temperatūrai artėjant prie skysčio virimo taško, burbuliukai bus medžiagos garų fazė.

Nors jūs galite virti vandenį be oro burbuliukų, tiesiog jį virdami, jūs negalite pasiekti virimo taško negaudami garų burbulų. Tai pasakytina apie kitus skysčius, įskaitant išlydytus metalus. Mokslininkai atrado burbulų susidarymo prevencijos metodą. Metodas pagrįstas Leidenfrost poveikis, kurį galima pamatyti ant karštos keptuvės lašinant vandens lašelius. Jei vandens paviršius yra padengtas labai hidrofobine (vandenį atstumiančia) medžiaga, susidaro garų pagalvėlė, kuri neleidžia burbuliuoti ar sprogti. Ši technika nėra daug naudojama virtuvėje, tačiau ją galima naudoti kitoms medžiagoms, galimai sumažinant paviršiaus tempimą arba kontroliuojant metalo kaitinimo ir aušinimo procesus.