¿Cuáles son las burbujas en el agua hirviendo?

Se forman burbujas cuando hierve agua. ¿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

• Inicialmente, las burbujas en el agua hirviendo son burbujas de aire..
• Las burbujas en agua que hierven consisten en vapor de agua..
• Si hierve agua, es posible que no se formen burbujas. Esto puede conducir a una ebullición explosiva.!
• También se forman burbujas en otros líquidos. Las primeras burbujas consisten en aire, seguido de la fase de vapor del solvente..

Dentro de 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 dióxido de carbono..

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 reducen y desaparecen a medida que el agua cambia del estado de gas 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 y la hierva inmediatamente, 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). Puede observar esto con agua de microondas. Si hierve el agua el tiempo suficiente para que escapen los gases, 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 lo suficientemente alta. 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.

Composición de burbujas en otros líquidos hirviendo

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..

Hervir sin burbujas

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 hidrofóbico (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..