Є особливе місце, де під час кипіння води бульбашки не формуються: що ж відбувається з ними в мікрохвильовці?

Бульбашки часто слугують першим сигналом того, що вода починає кипіти, але це не завжди так. Наприклад, коли вода нагрівається в мікрохвильовій печі, цей критичний етап, здається, може бути пропущений.

Багато людей звертали увагу на маленькі бульбашки, які з'являються у воді, коли вона нагрівається на плиті — це перший показник того, що вода ось-ось закипить. З підвищенням температури бульбашки збільшуються в розмірі, поки не настає активне кипіння, яке свідчить про те, що вода досягла 100 градусів за Цельсієм, повідомляє Live Science.

Фокус. Технології запустили власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найактуальніших і найцікавіших новин з наукової сфери!

Проте ті, хто використовує мікрохвильову піч для нагрівання води, зауважують, що бульбашки в ній не утворюються. Чому ж у звичайному кип’ятінні води з'являються бульбашки, але це не спостерігається в мікрохвильовій печі?

За словами фахівців з динаміки рідин, нанорозмірні бульбашки постійно з'являються і лопаються в міру нагрівання води над джерелом тепла. Однак температура, за якої починають утворюватися помітні бульбашки, часом може бути набагато вищою за загальноприйняту температуру кипіння води.

Фахівець у галузі динаміки рідин з Політехнічного університету Вірджинії, Джонатан Борейко, пояснює, що температура кипіння вказує на те, що при будь-якому значенні температури, яке перевищує цю позначку, молекули води відчувають себе значно комфортніше в газоподібному стані, ніж у рідкому. Коли температура перевищує 100 градусів Цельсія, внутрішня енергія молекул води, відома також як хімічний потенціал, у паровій фазі є нижчою, ніж у рідкій, що робить газ більш стабільною формою.

Однак для фактичного закипання необхідно створити бульбашку, що потребує енергетичних витрат. Тому, за словами Борейка, те, що чомусь комфортніше перебувати в стані пари, не означає, що воно успішно закипить. Таким чином, температура, за якої вода фактично закипає, -- своєрідний компроміс між хімічною потенційною енергією, зекономленою під час переходу до газоподібного стану, та енергією, витраченою на утворення бульбашки.

Дослідники підкреслюють, що бульбашка є не лише об'ємом газу, а й границею, що відокремлює газову фазу від рідкої. Як і всі межі між рідинами, ця поверхня піддається дії поверхневого натягу.

Поверхневий натяг -- сила, яка постійно прагне стиснути межу розділу газ-рідина до мінімально можливої площі. Стабільна бульбашка має містити достатньо газу, щоб хімічний потенціал енергії, що зберігається в процесі, перевищував поверхневий натяг на межі розділу, що робить більші бульбашки більш стійкими.

На думку Борейка, простими словами, поверхневий натяг можна визначити як енергетичні витрати на одиницю поверхні. Отже, у випадку дуже маленьких бульбашок спостерігається високий коефіцієнт площі поверхні до об'єму. У порівнянні з ними, більші бульбашки мають менше співвідношення поверхні до об'єму. Зі збільшенням розміру бульбашок об'єм стає більш визначальним, і витрати на поверхневий натяг зменшуються.

У результаті, вода часто закипає лише коли температура трохи перевищує 100 градусів за Цельсієм -- явище, відоме як перегрів. Температура кипіння позначає температуру, за якої газ стає стабільнішим за рідину, а додаткові градуси відповідають енергії активації, необхідній для створення досить великої бульбашки.

Однак, за словами фахівця з динаміки рідин з Римського університету Ла Сапієнца Мірко Галло, на те, наскільки легко утворюються ці бульбашки, впливає низка чинників, зокрема:

Одночасно в мікрохвильовій печі виникають нетипові умови для нагрівання, які настільки ефективно запобігають утворенню бульбашок, що вода може бути перегріта на цілих 20°C.

Суть в тому, що електромагнітні хвилі здатні проникати та активувати молекули води в усій її масі, що забезпечує швидке і рівномірне нагрівання. У той час як на плиті найбільше нагрівається лише дно посудини.

Окрім цього, мікрохвильові печі зазвичай виготовляються з досить рівних матеріалів, таких як скло, що запобігає утворенню локалізованих гарячих зон. Це сприяє подоланню енергетичних бар'єрів і встановленню первинного контакту.

Цей значний резерв хімічної потенційної енергії в перегрітій рідині раптово вивільняється у формі величезної вибухової бульбашки. Тому нагрівання води в мікрохвильовій печі є настільки ризикованим.

Нагадуємо, що раніше ми повідомляли про занепокоєння науковців: у 99% пляшкової води по всьому світу виявлено наявність хімічних речовин.