Tabla de Contenidos
Beszéljünk a buborékokról, tudod, hogy pontosan mik azok a buborékok, amelyeket egy forrásban lévő vízzel teli fazékban lát? Vannak, akik azt hiszik, hogy levegő, mert sok az általunk ismert buborék, mint például a szappanbuborékok, valójában levegővel van megtöltve. Mások úgy gondolják, hogy ez a forrásban lévő víz természetében bekövetkezett kémiai változás eredményeként kilépő hidrogén vagy oxigén.
De egyik feltételezés sem igaz. Amikor vizet öntünk egy edénybe, és az elkezd felmelegedni, buborékok jelennek meg az edény oldalain. Ezek a buborékok valójában levegő. A víz nagy része oldott levegőt tartalmaz. Amikor elkezdi melegíteni a vizet, ez az oldott levegő távozik a vízből. Ezek a buborékok azonban nem a forrásban lévő vízhez kapcsolódnak.
Mi történik, ha a víz felforr
Amikor a víz felforr, fizikai változáson megy keresztül, nem kémiai változáson. A vízmolekulák nem hasadnak hidrogénre és oxigénre, hanem a vízmolekulák közötti poláris kötések megszakadnak, így elérik forráspontjukat, és fizikailag folyadékból gázzá változnak.
Valószínűleg már tudja, hogy a víz három formában létezik: szilárd, folyékony és gáz. A szilárd formát jégként ismerjük. A folyékony forma természetesen az a víz, amit iszunk. A gáz halmazállapotú vízgőz. A vízgőz szinte mindig körülöttünk van, a levegőben. Egyszerűen nem látjuk.
Ahhoz, hogy egy folyadékot forralással gázzá alakítsunk, a folyadékot addig kell melegíteni, amíg gőznyomása el nem éri a légköri nyomást. Víz esetében ez körülbelül 100 °C-on történik. Emiatt a víz forráspontja 100°C. A víz forráspontja azonban valójában magasabb vagy alacsonyabb lehet, számos tényezőtől függően, beleértve a tengerszint feletti magasságot, a légköri nyomást és más vegyi anyagok jelenlétét a vízben, hogy csak néhányat említsünk.
Amikor a víz felforr, a hőenergia átadódik a vízmolekuláknak, amelyek gyorsabban kezdenek mozogni. Végül a molekuláknak túl sok kinetikus energiájuk van ahhoz, hogy folyadékként összetapadjanak. Ezután gáznemű vízgőz molekulák képződnek. Ezek buborékok formájában lebegnek a felszínen és mozognak a levegőben.
A forrásban lévő vízben lévő buborékok levegő helyett vízből állnak, csak gáz halmazállapotú vízből. Ami úgy néz ki, mint egy vízzel és levegővel megtöltött edény, az valójában csak vízzel teli edény, bár két különböző fizikai állapotban.
Forrhat-e egy folyadék buborékképződés nélkül?
Képzeljen el egy olyan felületet, amelyet kifejezetten arra terveztek, hogy a folyadékok buborékok nélkül forrjanak fel. Ellentmondásosan hangzik, és bizonyos értelemben az is. De vegye figyelembe a következőket.
Ha egy kis csepp vizet teszünk egy nagyon forró serpenyőre, az eloszlik, és körülbelül egy percig tart, amíg elpárolog. Az első érintkezéskor a forró felület elpárologtatja a csepp egy részét, és szigetelő gőzréteget hoz létre a csepp és a forró felület között. Ez nagyon hasonló ahhoz, ami egy dupla üvegezésű ablak légkamrájában történik. Ez a gőzréteg csak akkor tartható fenn, ha a forró felület az úgynevezett Leidenfrost-pont felett van.
A Leidenfrost gőzréteg a forrásban és a hűtésben is fontos szerepet játszik. Ha a forró serpenyőben apró vízcseppek helyett vízzel megtöltött forró bográcsunk van, akkor a Leidenfrost gőzréteg összeomlik, amikor a vízforraló Leidenfrost hőmérséklet alá hűl. Ez a gőzbuborékok felrobbanását eredményezi, amikor a víz közvetlenül érintkezik a (még mindig) forró felülettel.
A Leidenfrost-effektus rövid magyarázata
1756-ban Johann Gottlob Leidenfrost megfigyelte, hogy a vízcseppek lecsúsznak egy kellően forró serpenyőről a vízgőzfilm lebegése miatt. Ezek a filmek csak akkor stabilak, ha a forró felület egy kritikus hőmérséklet felett van, és a forrás központi jelensége.
Ebben az úgynevezett Leidenfrost rendszerben a gőzréteg alacsony hővezető képessége megakadályozza a hőátadást a forró felület és a folyadék között. Amikor a hűtőfelület hőmérséklete a kritikus hőmérséklet alá csökken, a gőzfilm összeomlik, és a rendszer nukleáris forráspontba kerül. Ez bizonyos körülmények között különösen káros gőzrobbanáshoz vezethet, például atomerőművekben.
Másrészt ezeknek a gőzfilmeknek a jelenléte csökkentheti a folyadék-szilárd anyag ellenállást is.
Források
- Connor, N. (2019). Mi a Leidenfrost- effektus ? Leidenfrost pont: meghatározás.
- Dominguez, M. (sf.). Fizikai változás és kémiai változás .
- A kémia (sf). forráspont .
- Sanchez, G. (2015). Az anyag halmazállapotai .
- Valdivielso, A. (sf). Mi a víz párolgása ?
