Wat zijn de bubbels in kokend water?

Bubbels vorm wanneer u water koken. Heb je je ooit afgevraagd wat erin zit? Vormen zich bellen in andere kokende vloeistoffen? Hier is een blik op de chemische samenstelling van de bubbels, of kokend water bubbels verschillen van die gevormd in andere vloeistoffen, en hoe je water kookt zonder helemaal bubbels te vormen.

Snelle feiten: kokend water bubbels

Wanneer je voor het eerst water gaat koken, zijn de bellen die je ziet in feite luchtbellen. Technisch gezien zijn dit bellen die zijn gevormd uit de opgeloste gassen die uit de oplossing komen, dus als het water zich in een andere atmosfeer bevindt, zouden de bellen uit die gassen bestaan. Onder normale omstandigheden zijn de eerste bellen meestal stikstof met zuurstof en een beetje argon en

Terwijl je het water blijft verwarmen, krijgen de moleculen voldoende energie om over te schakelen van de vloeibare fase naar de gasfase. Deze bubbels zijn waterdamp. Wanneer je water ziet op een "rollende kook", zijn de bellen volledig waterdamp. Waterdampbellen beginnen zich te vormen op nucleatieplaatsen, die vaak kleine luchtbellen zijn, dus als water begint te koken, bestaan ​​de bellen uit een mengsel van lucht en waterdamp.

Zowel luchtbellen als waterdampbellen zetten uit naarmate ze stijgen omdat er minder druk op wordt uitgeoefend. Je kunt dit effect duidelijker zien als je onder water bellen in een zwembad blaast. De bellen zijn veel groter tegen de tijd dat ze het oppervlak bereiken. De waterdampbellen beginnen groter te worden naarmate de temperatuur hoger wordt omdat meer vloeistof wordt omgezet in gas. Het lijkt bijna alsof de bubbels uit de warmtebron komen.

Terwijl luchtbellen stijgen en uitzetten, krimpen en verdwijnen dampbellen soms wanneer het water van de gasstaat weer in vloeibare vorm verandert. De twee locaties waar u bellen kunt zien krimpen, bevinden zich aan de onderkant van een pan, net voordat het water kookt en aan de bovenkant. Aan de bovenkant kan een bel breken of de damp in de lucht laten ontsnappen, of, als de temperatuur laag genoeg is, kan de bel krimpen. De temperatuur aan het oppervlak van kokend water kan koeler zijn dan de lagere vloeistof vanwege de energie die wordt geabsorbeerd door watermoleculen wanneer deze van fase veranderen.

Als u het gekookte water onmiddellijk laat afkoelen kook het opnieuw, zie je geen opgeloste luchtbellen ontstaan ​​omdat het water geen tijd heeft gehad om gas op te lossen. Dit kan een veiligheidsrisico vormen omdat de luchtbellen het wateroppervlak voldoende verstoren om te voorkomen dat het explosief kookt (oververhitting). Je kunt dit waarnemen met magnetronwater. Als je het water lang genoeg kookt om de gassen te laten ontsnappen, laat het water dan afkoelen en kook het vervolgens onmiddellijk opnieuw, de oppervlaktespanning van het water kan voorkomen dat de vloeistof kookt, ook al is de temperatuur hoog genoeg. Dan kan het stoten van de container leiden tot plotseling, gewelddadig koken!

Een veel voorkomende misvatting die mensen hebben, is geloven dat bellen zijn gemaakt van waterstof en zuurstof. Wanneer water kookt, verandert het van fase, maar de chemische bindingen tussen de waterstof- en zuurstofatomen breken niet. De enige zuurstof in sommige bellen komt uit opgeloste lucht. Er is geen waterstofgas.

Als u naast water andere vloeistoffen kookt, treedt hetzelfde effect op. De initiële bellen bestaan ​​uit eventueel opgeloste gassen. Naarmate de temperatuur dichter bij het kookpunt van de vloeistof komt, zullen de bellen de dampfase van de stof zijn.

Terwijl u water zonder luchtbellen kunt koken door het simpelweg opnieuw te koken, kunt u het kookpunt niet bereiken zonder dampbellen te krijgen. Dit geldt voor andere vloeistoffen, inclusief gesmolten metalen. Wetenschappers hebben een methode ontdekt om bellenvorming te voorkomen. De methode is gebaseerd op de Leidenfrost-effect, wat te zien is door druppels water op een hete pan te strooien. Als het oppervlak van het water is bedekt met een zeer hydrofoob (waterafstotend) materiaal, vormt zich een dampkussen dat borrelen of explosief koken voorkomt. De techniek heeft niet veel toepassing in de keuken, maar kan worden toegepast op andere materialen, waardoor de oppervlakteweerstand wordt verminderd of de verwarmings- en koelprocessen van metalen worden geregeld.