Hvad er boblerne i kogende vand?

bobler form når du kog vand. Har du nogensinde undret dig over, hvad der er inde i dem? Formes bobler i andre kogende væsker? Her er et kig på boblenes kemiske sammensætning, om kogende vandbobler er forskellige fra dem, der dannes i andre væsker, og hvordan man koger vand uden at danne nogen bobler overhovedet.

Hurtige fakta: Bobler med kogende vand

Når du først begynder at koge vand, er boblerne, du ser, dybest set luftbobler. Teknisk set er dette bobler dannet af de opløste gasser, der kommer ud af opløsningen, så hvis vandet er i en anden atmosfære, ville boblerne bestå af disse gasser. Under normale forhold er de første bobler for det meste nitrogen med ilt og lidt argon og carbondioxid.

Når du fortsætter med at opvarme vandet, får molekylerne nok energi til at overgå fra den flydende fase til den gasformige fase. Disse bobler er vanddamp. Når du ser vand i en "rullende kogning", er boblerne udelukkende vanddamp. Vanddampbobler begynder at dannes på nukleasionssteder, som ofte er små luftbobler, så når vandet begynder at koge, består boblerne af en blanding af luft og vanddamp.

Både luftbobler og vanddampbobler ekspanderer, når de stiger, fordi der presses mindre tryk på dem. Du kan se denne effekt mere tydeligt, hvis du blæser bobler under vand i en swimmingpool. Boblerne er meget større, når de når overfladen. Vanddampboblerne begynder større, når temperaturen bliver højere, fordi mere væske omdannes til gas. Det ser næsten ud som om boblerne kommer fra varmekilden.

Mens luftbobler stiger og ekspanderer, krymper og forsvinder undertiden dampbobler, når vandet skifter fra gasstilstanden tilbage til flydende form. De to steder, hvor du kan se bobler skrumpe ned, er i bunden af ​​en gryde lige før vandet koger og på den øverste overflade. På den øverste overflade kan en boble enten bryde og frigive dampen i luften, eller, hvis temperaturen er lav nok, kan boblen krympe. Temperaturen på overfladen af ​​kogende vand kan være køligere end den lavere væske på grund af den energi, der absorberes af vandmolekyler, når de ændrer faser.

Hvis du lader det kogte vand afkøle og straks reboil det, ser du ikke opløste luftbobler, fordi vandet ikke har haft tid til at opløse gas. Dette kan udgøre en sikkerhedsrisiko, fordi luftboblerne forstyrrer vandoverfladen nok til at forhindre, at det eksplosivt koger (overophedning). Du kan observere dette med mikroovnvand. Hvis du koger vandet længe nok til, at gasserne slipper ud, skal du lade vandet afkøle og derefter straks genopkøle det, vandets overfladespænding kan forhindre, at væsken koger, selvom dens temperatur er høj nok. Derefter kan stødning af containeren føre til pludselig, voldelig kogning!

En almindelig misforståelse, mennesker har, er at tro, at bobler er lavet af brint og ilt. Når vand koger, skifter det fase, men de kemiske bindinger mellem brint og oxygenatomer bryder ikke. Det eneste ilt i nogle bobler kommer fra opløst luft. Der er ikke nogen brintgas.

Hvis du koger andre væsker udover vand, opstår den samme effekt. De oprindelige bobler vil bestå af eventuelle opløste gasser. Når temperaturen kommer nærmere væskens kogepunkt, vil boblerne være stoffets dampfase.

Mens du kan koge vand uden luftbobler ganske enkelt ved at genopkøle det, kan du ikke nå kogepunktet uden at få dampbobler. Dette gælder for andre væsker, herunder smeltede metaller. Forskere har opdaget en metode til at forhindre boble dannelse. Metoden er baseret på Leidenfrost-effekt, som kan ses ved at drysse dråber vand på en varm gryde. Hvis vandets overflade er belagt med et meget hydrofobt (vandafvisende) materiale, dannes en damppude, der forhindrer bobling eller eksplosiv kogning. Teknikken har ikke meget anvendelse i køkkenet, men den kan anvendes til andre materialer, hvilket potentielt reducerer overfladetræk eller styrer metalopvarmnings- og køleprocesser.