Чому в киплячій воді утворюються бульбашки пара?
Будь-яка рідина при нагріванні з часом досягає температури, при якій вона починає кипіти. Під час кипіння бульбашки пара утворюються у всьому об’ємі рідини, піднімаються на її поверхню і лопаються, вивільняючи гаряча пара 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 вгору, 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 з зростанням температури інтенсифікується, бульбашки пара утворюються тільки під час кипіння.
Народження і загибель бульбашок
Вода містить в собі повітря, розчинений або прилип до потрапили всередину частинок пилу (малюнок ліворуч). При збільшенні температури води розчинність повітря зменшується, в результаті відбувається формування невеликих повітряних бульбашок, більшість з яких швидко піднімається вгору 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 так як 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.
Камінь для попередження вихлюпування
Використовувані в лабораторній практиці дистильована вода та інші чисті рідини, будучи вільними від пилу, недодержат 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 (знімок праворуч) попереджає таке вихлюпування, надаючи свою поверхню для утворення численних, поступово зростаючих бульбашок пари.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)