Was sind die Blasen in kochendem Wasser?

Luftblasen bilden, wenn Sie Wasser kochen. Haben Sie sich jemals gefragt, was in ihnen steckt? Bilden sich in anderen kochenden Flüssigkeiten Blasen? Hier ist ein Blick auf die chemische Zusammensetzung der Blasen, ob sich kochende Wasserblasen von denen unterscheiden, die in anderen Flüssigkeiten gebildet werden, und wie man Wasser kocht, ohne überhaupt Blasen zu bilden.

Schnelle Fakten: Kochende Wasserblasen

Wenn Sie zum ersten Mal anfangen, Wasser zu kochen, sind die Blasen, die Sie sehen, im Grunde Luftblasen. Technisch gesehen sind dies Blasen, die aus den gelösten Gasen gebildet werden, die aus der Lösung austreten. Wenn sich das Wasser also in einer anderen Atmosphäre befindet, würden die Blasen aus diesen Gasen bestehen. Unter normalen Bedingungen sind die ersten Blasen meist Stickstoff mit Sauerstoff und etwas Argon und

Wenn Sie das Wasser weiter erhitzen, gewinnen die Moleküle genug Energie, um von der flüssigen Phase in die gasförmige Phase überzugehen. Diese Blasen sind Wasserdampf. Wenn Sie Wasser beim "rollenden Kochen" sehen, sind die Blasen vollständig Wasserdampf. Wasserdampfblasen beginnen sich an Keimbildungsstellen zu bilden, bei denen es sich häufig um winzige Luftblasen handelt. Wenn Wasser zu kochen beginnt, bestehen die Blasen aus einer Mischung aus Luft und Wasserdampf.

Sowohl Luftblasen als auch Wasserdampfblasen dehnen sich beim Aufsteigen aus, da weniger Druck auf sie ausgeübt wird. Sie können diesen Effekt deutlicher sehen, wenn Sie in einem Schwimmbad Blasen unter Wasser blasen. Die Blasen sind viel größer, wenn sie die Oberfläche erreichen. Die Wasserdampfblasen beginnen größer zu werden, wenn die Temperatur höher wird, weil mehr Flüssigkeit in Gas umgewandelt wird. Es sieht fast so aus, als ob die Blasen von der Wärmequelle kommen.

Während Luftblasen aufsteigen und sich ausdehnen, schrumpfen und verschwinden manchmal Dampfblasen, wenn sich das Wasser vom Gaszustand zurück in flüssige Form ändert. Die beiden Stellen, an denen Blasen schrumpfen, befinden sich am Boden einer Pfanne, kurz bevor das Wasser kocht, und an der Oberseite. An der Oberseite kann eine Blase entweder brechen und den Dampf in die Luft abgeben, oder wenn die Temperatur niedrig genug ist, kann die Blase schrumpfen. Die Temperatur an der Oberfläche von kochendem Wasser kann aufgrund der Energie, die von Wassermolekülen beim Phasenwechsel absorbiert wird, kühler sein als die der unteren Flüssigkeit.

Wenn Sie das gekochte Wasser abkühlen lassen und sofort koche es wieder aufSie werden keine gelösten Luftblasen sehen, weil das Wasser keine Zeit hatte, Gas aufzulösen. Dies kann ein Sicherheitsrisiko darstellen, da die Luftblasen die Wasseroberfläche so stark stören, dass sie nicht explosionsartig kocht (Überhitzung). Sie können dies mit beobachten Mikrowellenwasser. Wenn Sie das Wasser lange genug kochen, damit die Gase entweichen können, lassen Sie das Wasser abkühlen und kochen Sie es dann sofort wieder auf. Die Oberflächenspannung des Wassers kann verhindern, dass die Flüssigkeit trotz hoher Temperatur kocht genug. Dann kann das Anstoßen des Behälters zu plötzlichem, heftigem Kochen führen!

Ein häufiges Missverständnis ist die Annahme, dass Blasen aus Wasserstoff und Sauerstoff bestehen. Wenn Wasser kocht, ändert es seine Phase, aber die chemischen Bindungen zwischen den Wasserstoff- und Sauerstoffatomen brechen nicht. Der einzige Sauerstoff in einigen Blasen stammt aus gelöster Luft. Es gibt kein Wasserstoffgas.

Wenn Sie andere Flüssigkeiten als Wasser kochen, tritt der gleiche Effekt auf. Die anfänglichen Blasen bestehen aus gelösten Gasen. Wenn sich die Temperatur dem Siedepunkt der Flüssigkeit nähert, sind die Blasen die Dampfphase der Substanz.

Während Sie Wasser ohne Luftblasen einfach durch Aufkochen kochen können, können Sie den Siedepunkt nicht erreichen, ohne Dampfblasen zu bekommen. Dies gilt auch für andere Flüssigkeiten, einschließlich geschmolzener Metalle. Wissenschaftler haben eine Methode zur Verhinderung der Blasenbildung entdeckt. Die Methode basiert auf dem Leidenfrost-Effekt, was man sehen kann, wenn man Wassertropfen auf eine heiße Pfanne streut. Wenn die Wasseroberfläche mit einem stark hydrophoben (wasserabweisenden) Material beschichtet ist, bildet sich ein Dampfkissen, das Blasenbildung oder explosives Kochen verhindert. Die Technik findet in der Küche nicht viel Anwendung, kann jedoch auf andere Materialien angewendet werden, wodurch möglicherweise der Oberflächenwiderstand verringert oder die Metallheiz- und -kühlprozesse gesteuert werden.