ما هي الفقاعات في الماء المغلي؟

click fraud protection

فقاعات شكل عندما إغل الماء. هل تساءلت يوما ما بداخلها؟ هل تشكل فقاعات في سوائل الغليان الأخرى؟ فيما يلي نظرة على التركيب الكيميائي للفقاعات ، سواء كانت فقاعات الماء المغلي مختلفة عن تلك التي تشكلت في سوائل أخرى ، وكيفية غلي الماء دون تكوين أي فقاعات على الإطلاق.

حقائق سريعة: غليان فقاقيع الماء

  • في البداية ، الفقاعات في الماء المغلي هي فقاعات الهواء.
  • تتكون الفقاعات الموجودة في الماء المغلي من بخار الماء.
  • إذا قمت بإعادة الماء ، فقد لا تتشكل الفقاعات. هذا يمكن أن يؤدي إلى غليان متفجرة!
  • تتشكل الفقاعات في سوائل أخرى أيضًا. تتكون الفقاعات الأولى من الهواء ، تليها مرحلة بخار المذيب.

داخل فقاعات الماء المغلي

عندما تبدأ بغلي الماء لأول مرة ، فإن الفقاعات التي تراها هي في الأساس فقاعات هواء. من الناحية الفنية ، هذه الفقاعات تتكون من الغازات الذائبة الخارجة من المحلول ، لذلك إذا كانت المياه في جو مختلف ، فإن الفقاعات تتكون من تلك الغازات. في ظل الظروف العادية ، فإن الفقاعات الأولى هي في معظمها النيتروجين مع الأكسجين وقليل من الأرجون و نشبع.

بينما تستمر في تسخين الماء ، تكتسب الجزيئات طاقة كافية للانتقال من المرحلة السائلة إلى المرحلة الغازية. هذه الفقاعات هي بخار الماء. عندما ترى الماء في "الغليان المتداول" ، تكون الفقاعات عبارة عن بخار ماء تمامًا. تبدأ فقاعات بخار الماء في التكون على مواقع النواة ، والتي غالبًا ما تكون فقاعات هواء صغيرة ، لذا عندما تبدأ الغليان ، تتكون الفقاعات من مزيج من الهواء وبخار الماء.

instagram viewer

تتسع كل من فقاعات الهواء وفقاعات بخار الماء مع ارتفاعها لأن الضغط أقل عليها. يمكنك رؤية هذا التأثير بشكل أكثر وضوحًا إذا نسخت الفقاعات تحت الماء في حمام السباحة. الفقاعات أكبر بكثير في الوقت الذي تصل فيه إلى السطح. تبدأ فقاعات بخار الماء أكبر حيث ترتفع درجة الحرارة لأن المزيد من السائل يتم تحويله إلى غاز. يبدو تقريبا كما لو أن الفقاعات تأتي من مصدر الحرارة.

أثناء ارتفاع فقاعات الهواء وتمددها ، تتقلص فقاعات البخار أحيانًا وتختفي مع تغير الماء من حالة الغاز إلى شكل سائل. الموقعان حيث يمكنك رؤية فقاعات تتقلص في الجزء السفلي من المقلاة قبل غليان الماء وعلى السطح العلوي. على السطح العلوي ، يمكن للفقاعة أن تكسر البخار وتطلقه في الهواء ، أو إذا كانت درجة الحرارة منخفضة بما فيه الكفاية ، يمكن أن تتقلص الفقاعة. قد تكون درجة الحرارة على سطح الماء المغلي أكثر برودة من السائل السفلي بسبب الطاقة التي تمتصها جزيئات الماء عندما تتغير المراحل.

إذا سمحت ليبرد الماء المغلي على الفور أعدهلن ترى فقاعات هواء مذابة لأن الماء لم يكن لديه وقت لحل الغاز. هذا يمكن أن يشكل خطرا على السلامة لأن فقاعات الهواء تعطل سطح الماء بما يكفي لمنعها من الغليان بشكل متفجر (ارتفاع درجة الحرارة). يمكنك مراقبة هذا مع المياه الميكروويف. إذا قمت بغلي الماء لفترة كافية حتى تفلت الغازات ، فاترك الماء يبرد ، ثم أعده على الفور ، يمكن أن يمنع التوتر السطحي للماء السائل من الغليان على الرغم من ارتفاع درجة حرارته كافية. ثم ، يمكن أن يؤدي نتوء الحاوية إلى غليان مفاجئ عنيف!

أحد الاعتقادات الخاطئة الشائعة لدى الناس هو الاعتقاد بأن الفقاعات مصنوعة من الهيدروجين والأكسجين. عندما يغلي الماء ، يتغير الطور ، لكن الروابط الكيميائية بين ذرات الهيدروجين والأكسجين لا تنكسر. يأتي الأكسجين الوحيد في بعض الفقاعات من الهواء المذاب. لا يوجد غاز هيدروجين.

تكوين الفقاعات في سوائل الغليان الأخرى

إذا كنت تغلي السوائل الأخرى بجانب الماء ، يحدث نفس التأثير. تتكون الفقاعات الأولية من أي غازات مذابة. عندما تقترب درجة الحرارة من درجة غليان السائل ، ستكون الفقاعات مرحلة بخار المادة.

الغليان بدون فقاعات

بينما يمكنك غلي الماء دون فقاعات الهواء ببساطة عن طريق إعادة لفه ، لا يمكنك الوصول إلى نقطة الغليان دون الحصول على فقاعات البخار. وينطبق هذا على السوائل الأخرى ، بما في ذلك المعادن المنصهرة. اكتشف العلماء طريقة لمنع تكون الفقاعات. وتستند هذه الطريقة على تأثير ليدنفروست، والتي يمكن رؤيتها عن طريق رش قطرات الماء على مقلاة ساخنة. إذا كان سطح الماء مطليًا بمادة شديدة الكارهة (طاردة للماء) ، تتشكل وسادة بخار تمنع الفقاعات أو الغليان المتفجر. لا تحتوي هذه التقنية على الكثير من التطبيقات في المطبخ ، ولكن يمكن تطبيقها على مواد أخرى ، مما قد يقلل من سحب السطح أو التحكم في عمليات التسخين والتبريد المعدنية.

instagram story viewer