Шта су мехурићи у кључалој води?

Бубблес формирајте кад ви чир вода. Да ли сте се икад запитали шта је унутар њих? Да ли се у другим врелим течностима формирају мехурићи? Ево погледа хемијског састава мехурића, разликују ли се мехурићи кључале воде од оних формираних у другим течностима и како кључати воду без стварања мехурића.

Брзе чињенице: Мехурићи кључале воде

Када први пут почнете да кључате воду, мехурићи које видите су у основи ваздушни мехурићи. Технички су то мехурићи формирани од растворених гасова који излазе из раствора, тако да ако је вода у другој атмосфери, мехурићи би се састојали од тих гасова. У нормалним условима, први мехурићи су углавном азот са кисеоником и мало аргона и угљен диоксид.

Док настављате загревање воде, молекули добијају довољно енергије да пређу из течне у гасовиту фазу. Ови мехурићи су водена пара. Када видите воду како "кључа", мехурићи су у потпуности водена пара. Мјехурићи водене паре почињу да се формирају на мјестима нуклеације, која су често сићушни мјехурићи зрака, па када вода почне кључати, мјехурићи се састоје од мјешавине зрака и водене паре.

И мјехурићи зрака и водене паре шире се како се повећавају, јер на њих постоји мањи притисак. Овај ефекат јасније можете видети ако пушете балоне под водом у базену. Мјехурићи су много већи када дођу до површине. Мјехурићи водене паре почињу већи како температура постаје већа јер се више течности претвара у плин. Скоро да се чини као да мехурићи долазе из извора топлоте.

Док се ваздушни мехурићи дижу и шире, понекад се паре са мехурићима смањују и нестају како вода прелази из стања гаса у течни облик. Две локације на којима можете видети како се балони смањују налазе се на дну посуде непосредно пре него што вода прокључа и на горњој површини. На горњој површини, балон се може распасти и испуштати паре у ваздух, или, ако је температура довољно ниска, балон се може смањити. Температура на површини кључале воде може бити хладнија од доње течности због енергије коју апсорбују молекули воде приликом промене фаза.

Ако оставите да се прокухана вода охлади и то одмах поново га купи, нећете видети формиране растворене ваздушне мехуриће, јер вода није имала времена да раствара гас. Ово може представљати ризик од безбедности, јер ваздушни мехурићи довољно ометају површину воде да је спрече да експлозивно кључа (прегрева). То можете да посматрате са микроталасна вода. Ако кључате воду довољно дуго да гасови истекну, пустите је да се вода охлади, а затим је одмах поново прокувајте, површинска напетост воде може спречити да течност прокључа, иако је њена температура висока довољно. Тада, налет на посуди може довести до наглог, насилног кључања!

Једна од уобичајених заблуда људи јесте веровање да су мехурићи направљени од водоника и кисеоника. Када вода прокључа, она мења фазу, али хемијске везе између атома водоника и кисеоника се не прекидају. Једини кисеоник у неким мехурићима долази из раствореног ваздуха. Нема водоника.

Ако кључате друге течности, осим воде, појављује се исти ефекат. Почетни мехурићи састојат ће се од растворених гасова. Како се температура ближи тачки кључања течности, мехурићи ће бити фаза испаравања материје.

Иако можете кухати воду без ваздушних мјехурића, једноставно је поново долијевате, не можете доћи до тачке кључања без добивања мјехурића паре. То се односи и на друге течности, укључујући растопљене метале. Научници су открили методу за спречавање стварања мехурића. Метода се заснива на Леиденфрост ефекат, што се може видети по капању капљица воде по врућој тави. Ако је површина воде премазана високо хидрофобним (водоодбојним) материјалом, формира се јастук за испаравање који спречава кључање или експлозивно кључање. Техника нема велику примену у кухињи, али се може применити на друге материјале, потенцијално смањујући повлачење површине или контролу процеса загревања и хлађења метала.