Tabla de Contenidos
Să vorbim despre bule, știi care sunt exact acele bule pe care le vezi într-o oală plină cu apă clocotită? Unii oameni cred că sunt aer, deoarece multe dintre bulele pe care le cunoaștem, precum bulele de săpun, sunt de fapt umplute cu aer. Alții cred că este vorba despre hidrogenul sau oxigenul care scapă ca urmare a unei modificări chimice a naturii apei atunci când fierbe.
Dar niciuna dintre aceste presupuneri nu este adevărată. Când apa este turnată într-o oală și începe să se încălzească, se observă bule pe părțile laterale ale oalei. Aceste bule sunt de fapt aer. Cea mai mare parte a apei conține aer dizolvat. Când începeți să încălziți apa, acest aer dizolvat iese din apă. Cu toate acestea, aceste bule nu sunt cele asociate cu apa clocotită.
Ce se întâmplă când apa fierbe
Când apa fierbe, suferă o schimbare fizică, nu chimică. Moleculele de apă nu se împart în hidrogen și oxigen, mai degrabă legăturile polare dintre moleculele de apă sunt rupte, permițându-le să atingă punctul de fierbere și să se schimbe fizic de la un lichid la un gaz.
Probabil știți deja că apa se prezintă sub trei forme: solidă, lichidă și gazoasă. Cunoaștem forma solidă ca gheață. Forma lichidă este, desigur, apa pe care o bem. Forma gazoasă este vapori de apă. Vaporii de apă există în jurul nostru, în aer, aproape tot timpul. Pur și simplu nu putem vedea.
Pentru a transforma un lichid într-un gaz prin fierbere, lichidul trebuie încălzit până când presiunea sa de vapori este egală cu presiunea atmosferică. În cazul apei, aceasta are loc la aproximativ 100°C. Din acest motiv, punctul de fierbere al apei este considerat a fi de 100°C. Cu toate acestea, punctul de fierbere al apei poate fi de fapt mai mare sau mai mic, în funcție de o serie de factori, inclusiv altitudinea, presiunea atmosferică și prezența altor substanțe chimice în apă, pentru a numi câțiva.
Când apa fierbe, energia termică este transferată către moleculele de apă, care încep să se miște mai repede. În cele din urmă, moleculele au prea multă energie cinetică pentru a se lipi împreună ca un lichid. În continuare, se formează molecule gazoase de vapori de apă. Acestea plutesc la suprafață sub formă de bule și se deplasează prin aer.
În loc să fie aer, bulele dintr-o oală cu apă clocotită sunt făcute din apă, doar apă în stare gazoasă. Ceea ce arată ca o oală plină cu apă și aer este de fapt o oală plină doar cu apă, deși în două stări fizice diferite.
Poate un lichid să fiarbă fără să facă bule?
Imaginați-vă o suprafață special concepută pentru a permite lichidelor să fiarbă fără bule. Sună contradictoriu și, într-un fel, este. Dar luați în considerare următoarele.
Când punem o picătură mică de apă pe o tigaie foarte fierbinte, aceasta se împrăștie și durează până la un minut și ceva pentru a se evapora. La primul contact, suprafața fierbinte vaporizează o parte din picătură, creând un strat izolator de vapori între picătură și suprafața fierbinte. Acest lucru este foarte asemănător cu ceea ce se întâmplă în camera de aer a unei ferestre cu geam dublu. Acest strat de abur poate fi menținut doar dacă suprafața fierbinte este deasupra așa-numitului punct Leidenfrost.
Stratul de abur Leidenfrost joacă, de asemenea, un rol important în fierbere și răcire. Dacă, în loc de picături minuscule de apă pe o tigaie fierbinte, avem un fierbător fierbinte umplut cu apă, stratul de vapori Leidenfrost se prăbușește atunci când ibricul se răcește sub temperatura Leidenfrost. Acest lucru are ca rezultat o explozie de bule de abur atunci când apa intră în contact direct cu suprafața (încă) fierbinte.
Scurtă explicație a efectului Leidenfrost
În 1756, Johann Gottlob Leidenfrost a observat că picăturile de apă alunecă dintr-o tigaie suficient de fierbinte din cauza levitației unei pelicule de vapori de apă. Aceste filme sunt stabile numai atunci când suprafața fierbinte este peste o temperatură critică și reprezintă un fenomen central de fierbere.
În acest așa-numit regim Leidenfrost, conductivitatea termică scăzută a stratului de vapori împiedică transferul de căldură între suprafața fierbinte și lichid. Când temperatura suprafeței de răcire scade sub temperatura critică, pelicula de vapori se prăbușește și sistemul intră într-un regim de fierbere nucleat. Acest lucru poate duce la explozii de abur deosebit de dăunătoare în anumite contexte, cum ar fi centralele nucleare.
Pe de altă parte, prezența acestor pelicule de vapori poate reduce și rezistența lichid-solid.
Surse
- Connor, N. (2019). Ce este efectul Leidenfrost ? Punctul Leidenfrost: definiție.
- Dominguez, M. (sf). Schimbarea fizică și schimbarea chimică .
- Chimie.este (sf). punctul de fierbere .
- Sanchez, G. (2015). Stările de agregare a materiei .
- Valdivielso, A. (sf). Care este evaporarea apei ?
