Quali sono le bolle nell'acqua bollente?

Le bolle si formano quando bolle l'acqua. Ti sei mai chiesto cosa c'è dentro? Si formano bolle in altri liquidi bollenti? Ecco uno sguardo alla composizione chimica delle bolle, se le bolle di acqua bollente sono diverse da quelle formate in altri liquidi e come far bollire l'acqua senza formare bolle.

Fatti veloci: bolle d'acqua bollente

• Inizialmente, le bolle nell'acqua bollente sono bolle d'aria.
• Le bolle nell'acqua portate a ebollizione sono costituite da vapore acqueo.
• Se riavvolgi l'acqua, potrebbero non formarsi bolle. Questo può portare ad ebollizione esplosiva!
• Le bolle si formano anche in altri liquidi. Le prime bolle sono costituite da aria, seguite dalla fase vapore del solvente.

Bolle d'acqua bollente all'interno

Quando inizi a bollire l'acqua, le bolle che vedi sono fondamentalmente bolle d'aria. Tecnicamente, si tratta di bolle formate dai gas disciolti che escono dalla soluzione, quindi se l'acqua si trova in un'atmosfera diversa, le bolle sarebbero costituite da quei gas. In condizioni normali, le prime bolle sono principalmente azoto con ossigeno e un po 'di argon e anidride carbonica.

Mentre continui a riscaldare l'acqua, le molecole guadagnano abbastanza energia per passare dalla fase liquida a quella gassosa. Queste bolle sono vapore acqueo. Quando vedi l'acqua a "ebollizione", le bolle sono interamente vapore acqueo. Le bolle di vapore acqueo iniziano a formarsi nei siti di nucleazione, che sono spesso minuscole bolle d'aria, quindi quando l'acqua inizia a bollire, le bolle sono costituite da una miscela di aria e vapore acqueo.

Le bolle d'aria e le bolle di vapore acqueo si espandono man mano che si alzano perché c'è meno pressione che le spinge. Puoi vedere questo effetto più chiaramente se soffi bolle sott'acqua in una piscina. Le bolle sono molto più grandi quando raggiungono la superficie. Le bolle di vapore acqueo iniziano con l'aumentare della temperatura poiché viene convertito più gas in gas. Sembra quasi che le bolle provengano dalla fonte di calore.

Mentre le bolle d'aria si alzano e si espandono, a volte le bolle di vapore si restringono e scompaiono quando l'acqua cambia dallo stato del gas in forma liquida. Le due posizioni in cui è possibile vedere le bolle ridursi si trovano sul fondo di una padella appena prima che l'acqua bolle e sulla superficie superiore. Sulla superficie superiore, una bolla può rompersi e rilasciare il vapore nell'aria oppure, se la temperatura è abbastanza bassa, la bolla può restringersi. La temperatura sulla superficie dell'acqua bollente può essere più fredda del liquido inferiore a causa dell'energia che viene assorbita dalle molecole d'acqua quando cambiano fase.

Se lasci raffreddare l'acqua bollita e la riavvii immediatamente, non vedrai la formazione di bolle d'aria dissolte perché l'acqua non ha avuto il tempo di dissolvere il gas. Ciò può presentare un rischio per la sicurezza perché le bolle d'aria disturbano la superficie dell'acqua abbastanza da impedirne l'ebollizione esplosiva (surriscaldamento). Puoi osservarlo con acqua al microonde. Se fai bollire l'acqua abbastanza a lungo per far fuoriuscire i gas, lascia raffreddare l'acqua e quindi riavviala immediatamente, la tensione superficiale dell'acqua può impedire al liquido di bollire anche se la sua temperatura è abbastanza alta. Quindi, urtare il contenitore può portare a un'ebollizione improvvisa e violenta!

Un malinteso comune che la gente ha è credere che le bolle siano fatte di idrogeno e ossigeno. Quando l'acqua bolle, cambia fase, ma i legami chimici tra l'idrogeno e gli atomi di ossigeno non si rompono. L'unico ossigeno presente in alcune bolle proviene dall'aria disciolta. Non c'è idrogeno gassoso.

Composizione di bolle in altri liquidi bollenti

Se fai bollire altri liquidi oltre all'acqua, si verifica lo stesso effetto. Le bolle iniziali saranno costituite da eventuali gas disciolti. Man mano che la temperatura si avvicina al punto di ebollizione del liquido, le bolle saranno la fase vapore della sostanza.

Bollire Senza Bolle

Mentre puoi far bollire l'acqua senza bolle d'aria semplicemente riavviandola, non puoi raggiungere il punto di ebollizione senza ottenere bolle di vapore. Questo vale per altri liquidi, compresi i metalli fusi. Gli scienziati hanno scoperto un metodo per prevenire la formazione di bolle. Il metodo si basa sull'effetto Leidenfrost, che può essere visto spruzzando goccioline d'acqua su una padella calda. Se la superficie dell'acqua è rivestita con un materiale altamente idrofobo (idrorepellente), si forma un cuscino di vapore che impedisce il gorgogliamento o l'ebollizione esplosiva. La tecnica non ha molta applicazione in cucina, ma può essere applicata ad altri materiali, riducendo potenzialmente la resistenza superficiale o controllando i processi di riscaldamento e raffreddamento dei metalli.