✅Чому в киплячій воді утворюються бульбашки пари?

Будь-яка рідина при нагріванні з часом досягає температури, при якій вона починає кипіти. Під час кипіння бульбашки пари утворюються у всьому об’ємі рідини, підіймаються на її поверхню і лопаються, вивільняючи гарячий пар в повітря.

Вода кипить при температурі 100 °С (212 °F).

При температурі кипіння кожна молекула має достатньо енергії для подолання сил, що утримують її разом з іншими молекулами у вигляді рідини. Наприклад, посудину з киплячою водою містить воду в рідкому стані, яка перетворюється на водяну пару. Поверхневий водяна пара відразу ж покидає киплячу воду.

Що стосується пароутворення в товщі води, то там водяна пара формує бульбашки, кожен з яких, піднімаючись, несе в собі мільярди молекул води.

Кипляча вода здійснює фазовий перехід з рідкого стану в газоподібний в процесі, званому паротворенням. Рідини перетворюються на пару і при температурах, менших температури кипіння, в процесі, званому випаровуванням.

На відміну від кипіння випаровування відбувається тільки з поверхні в тому випадку, коли молекули мають достатньо енергії, щоб покинути рідина. Хоча випаровування зі зростанням температури інтенсифікується, бульбашки пара утворюються тільки під час кипіння.

Народження і загибель бульбашок

Вода містить в собі повітря, що було розчинене в ній або прилипло до всередину частинок пилу. При збільшенні температури води розчинність повітря зменшується, в результаті відбувається формування невеликих повітряних бульбашок, більшість з яких швидко  підіймається і покидає рідину. Цей процес не є кипінням.

Коли вода наближається до точки кипіння, бульбашки водяної пари формуються на пилових частинках та інших домішках (так званих ядрах паротворення). У цих міхурах температура перевищує температуру кипіння.

Все більше водяної пари проникає в перші бульбашки. Але оскільки навколишнє вода все ще занадто холодна, ці бульбашки конденсуються під час свого підйому і не досягають поверхні.

Бульбашки пара формуються у всьому обсязі киплячої води, збільшуючись в розмірах у міру підйому до поверхні. Досягнувши поверхні, бульбашки лопаються і водяна пара виходить в атмосферу.

Використовувані в лабораторній практиці дистильована вода та інші чисті рідини, будучи вільними від пилу, не містять ядер пароутворення. У таких рідинах можуть формуватися великі, схожі на плівку бульбашки пара, що призводять до небезпечного вихлюпування киплячої рідини з посудини.

Спеціальний пористий камінь попереджає таке вихлюпування, надаючи свою поверхню для утворення численних, поступово зростаючих бульбашок пари.

Посилання на основну публікацію