وقتی آب جوش می زنند حباب ها شکل می گیرند. آیا تا به حال از تشکیل حباب متعجب نشدید ؟ آیا حباب های در مایعات در حال جوش دیگر وجود دارد؟ در اینجا نگاهی به ترکیب شیمیایی حباب ها می اندازیم
حباب هادرون آب گرم چطور است؟
هنگامی که ابتدا آب جوشانده می شود، حباب هایی که می بینید اساسا حباب های هوا هستند.
از لحاظ فنی، اینها حبابهایی هستند که از گازهای حل شده تشکیل شده که از محلول خارج می شوند، بنابراین اگر آب در یک فضای متفاوت باشد، حباب ها از آن گاز تشکیل می شوند. در شرایط عادی، اولین حبابها عمدتا نیتروژن با اکسیژن و کمی آرگون و دی اکسید کربن هستند.
همانطور که آب را گرم می کنید، مولکول ها انرژی کافی برای انتقال از فاز مایع به فاز گاز دریافت می کنند این حبابها بخار آب هستند. هنگامی که آب را در یک "نورد جوش"( حالت جوش کامل) می بینید، حبابها به طور کامل بخار آب هستند. حباب های بخار آب شروع به تشکیل می کنند که اغلب حباب های کوچک هستند، به طوری که باشروع جوشیدن آب حباب ها مخلوطی از بخار هوا و بخار می شوند
همزمان هر دو حباب هوا و حباب های بخار آب به همان اندازه افزایش می یابند، زیرا فشار کمتری روی آنها وجود دارد. شما می توانید این حالت را واضح ببینید شما حباب زیر آب در استخر شنارا مشاهده کنید حباب ها تا زمان رسیدن به سطح، بسیار بزرگتر می شوند.
حباب های بخار آب شروع به بزرگ شدن می کنند چون دما بالاتر می رود زیرا مایع بیشتر به گاز تبدیل می شود. تقریبا به نظر میرسد که حبابها از منبع گرما تهی میشوند.
در حالی که حباب های هوا افزایش و افزایش می یابد، گاهی اوقات حباب های بخار کوچک می شوند و ناپدید می شوند، زیرا آب از حالت گاز به حالت مایع تغییر می کند.
دو محل که می توانید حباب های کوچک را ببینید، در پایین یک ظرف درست قبل از جوش آمدن آب در سطح بالایی .
حباب در سطح بالا می تواند بخار را به هوا برساند و یا اگر دمای آن به اندازه کافی کم باشد، حباب می تواند کوچک شود.
درجه حرارت در سطح آب جوش ممکن است خنک تر از مایع پایین تر باشد به دلیل تغییر فاز انرژی ,توسط مولکولهای آب جذب می شود
اگر آب جوشانده را اجازه دهید تا خنک شود و بلافاصله آن را دوباره حرارت دهید ، شما نمیتوانید شکل حبابهای محلول را ببینید زیرا آب زمان لازم برای حل کردن گاز را نداشته است. این امر می تواند یک خطر ایمنی را به وجود آورد زیرا حباب های هوا سطح آب را به اندازه کافی برای جلوگیری از انفجار جوش (سوپر تبخیر) از بین می برند. شما می توانید این را درآب میوه جات مشاهده کنید. اگر جوش آمدن آب به اندازه کافی طول بکشد تا گازها فرار کنند، آب را خنک کنید و سپس بلافاصله آن را گرم کنید ، کشش سطحی آب می تواند از جوشیدن مایع جلوگیری کند حتی اگر دمای آن به اندازه کافی بالا باشد. سپس، با انباشته شدن منجر به جوش ناگهانی و قوی شود!
هنگامی که آب جوش می آید، فاز تغییر می کند، اما پیوندهای شیمیایی بین اتم های هیدروژن و اکسیژن شکسته نمی شوند.
تنها اکسیژن در برخی حبابها از هوا حل شده است. هیچ گاز هیدروژنی وجود ندارد
ترکیب حباب در مایعات دیگر
اگر مایعات دیگر را علاوه بر آب جوش بیاورید ، اثر مشابهی نیز ایجاد می شود.
جوشیدن بدون حباب
شما نمی توانید بدون جابجایی حباب های بخار به نقطه جوش برسید. این مربوط به مایعات دیگر، از جمله فلزات مذاب است با این حال، دانشمندان روش پیشگیری از تشکیل حباب را کشف کرده اند. این روش بر مبنای اثر لیدنفراست Leidenfrost است که می توان آن را با آبیاری قطره های آب بر روی تابه داغ مشاهده کرد. اگر سطح آب با یک ماده بسیار آبدار (مواد ضد آب) پوشانده شده است، یک بالشتک بخار تشکیل می شود که مانع بوجود آمدن یا جوش انفجاری می شود.
اثر لیدنفروست Leidenfrost :یک پدیده است که در آن یک مایع، در تماس نزدیک با یک جرمی که بطور قابل توجهی داغتر از نقطه جوش مایع است، یک لایه بخار عایق ایجاد می کند که مایع را به سرعت جوش می دهد. بزارید مطلب را واضحتر بیان کنم هنگامی که یک مایع در تماس با یک جسم بسیار داغتر از نقطه جوش مایع قرار می گیرد، یک لایه از بخار تشکیل می شود که مایع را از جسم داغ باز مینماید.
ما همه این پدیده را در عمل دیده ایم: اگر شما قطره های آب را بر روی یک کاسه گرم کاملا تکان دهید، آنها به جای آنکه به سادگی جوشانده شوند دورتر می شوند. این به این دلیل است که آنها بر روی یک لایه نازک از بخار سوار می شوند که قطره آب را از حرارت دور می کنند
این روش در آشپزخانه بسیار کاربردی ندارد، اما می تواند به مواد دیگر اعمال شود، به طور بالقوه باعث کاهش سطح کشیدن یا کنترل حرارت و فرایندهای خنک کننده می شود.
بیشتر بخوانید :
نقطه جوش چیست؟
علت بالا رفتن نقطه جوش در آب نمک چیست؟
پیوند کووالانسی چیست؟
پیوند هیدروژنی چیست ؟
کریستال چیست؟
ایزوتوپ چیست؟