¿Cuáles son las burbujas en el agua hirviendo?

Burbujas forma cuando agua hervida. ¿Alguna vez te has preguntado qué hay dentro de ellos? ¿Se forman burbujas en otros líquidos hirviendo? Aquí hay un vistazo a la composición química de las burbujas, si las burbujas de agua hirviendo son diferentes de las formadas en otros líquidos y cómo hervir el agua sin formar burbujas.

Datos rápidos: burbujas de agua hirviendo

Cuando comienzas a hervir agua, las burbujas que ves son básicamente burbujas de aire. Técnicamente, estas son burbujas formadas a partir de los gases disueltos que salen de la solución, por lo que si el agua está en una atmósfera diferente, las burbujas consistirían en esos gases. En condiciones normales, las primeras burbujas son principalmente nitrógeno con oxígeno y un poco de argón y

A medida que continúa calentando el agua, las moléculas obtienen suficiente energía para pasar de la fase líquida a la fase gaseosa. Estas burbujas son vapor de agua. Cuando ves agua en un "hervor", las burbujas son completamente vapor de agua. Las burbujas de vapor de agua comienzan a formarse en los sitios de nucleación, que a menudo son pequeñas burbujas de aire, por lo que a medida que el agua comienza a hervir, las burbujas consisten en una mezcla de aire y vapor de agua.

Tanto las burbujas de aire como las de vapor de agua se expanden a medida que aumentan porque hay menos presión que las empuja. Puede ver este efecto más claramente si sopla burbujas bajo el agua en una piscina. Las burbujas son mucho más grandes cuando llegan a la superficie. Las burbujas de vapor de agua comienzan a aumentar a medida que la temperatura aumenta porque se convierte más líquido en gas. Casi parece que las burbujas provienen de la fuente de calor.

Mientras las burbujas de aire se elevan y se expanden, a veces las burbujas de vapor se encogen y desaparecen a medida que el agua cambia del estado gaseoso a líquido. Los dos lugares donde puedes ver cómo se encogen las burbujas es en el fondo de una sartén justo antes de que hierva el agua y en la superficie superior. En la superficie superior, una burbuja puede romperse y liberar el vapor al aire o, si la temperatura es lo suficientemente baja, la burbuja puede encogerse. La temperatura en la superficie del agua hirviendo puede ser más fría que la del líquido inferior debido a la energía que absorben las moléculas de agua cuando cambian de fase.

Si permite que el agua hervida se enfríe e inmediatamente hervirlo, no verá formarse burbujas de aire disuelto porque el agua no ha tenido tiempo de disolver el gas. Esto puede presentar un riesgo de seguridad porque las burbujas de aire interrumpen la superficie del agua lo suficiente como para evitar que hierva explosivamente (sobrecalentamiento). Puedes observar esto con agua microondas. Si hierve el agua el tiempo suficiente para que los gases escapen, deje que el agua se enfríe y luego vuelva a hervirla, La tensión superficial del agua puede evitar que el líquido hierva aunque su temperatura sea alta. suficiente. Luego, golpear el recipiente puede provocar una ebullición repentina y violenta

Un error común que la gente tiene es creer que las burbujas están hechas de hidrógeno y oxígeno. Cuando el agua hierve, cambia de fase, pero los enlaces químicos entre los átomos de hidrógeno y oxígeno no se rompen. El único oxígeno en algunas burbujas proviene del aire disuelto. No hay gas de hidrógeno.

Si hierve otros líquidos además del agua, se produce el mismo efecto. Las burbujas iniciales consistirán en cualquier gas disuelto. A medida que la temperatura se acerca al punto de ebullición del líquido, las burbujas serán la fase de vapor de la sustancia.

Si bien puede hervir agua sin burbujas de aire simplemente al hervirla, no puede alcanzar el punto de ebullición sin obtener burbujas de vapor. Esto es cierto para otros líquidos, incluidos los metales fundidos. Los científicos han descubierto un método para prevenir la formación de burbujas. El método se basa en el Efecto Leidenfrost, que se puede ver rociando gotas de agua en una sartén caliente. Si la superficie del agua está cubierta con un material altamente hidrófobo (repelente al agua), se forma un colchón de vapor que evita el burbujeo o la ebullición explosiva. La técnica no tiene mucha aplicación en la cocina, pero se puede aplicar a otros materiales, reduciendo potencialmente el arrastre de la superficie o controlando los procesos de calentamiento y enfriamiento de metales.