Когда в воде появляются и быстро лопаются пузырьки воды, все понимают, что она закипела. Но что же такое кипение? Из каких этапов состоит и при чем здесь пузырьки?

Определение кипения и его фазы

Кипением называют процесс, в ходе которого и внутри жидкости и на его поверхности активно образовывается пар. Для кипения нужно достигнуть определенной температуры и давления. У каждой жидкости своя точка кипения, температура, при которой закипает жидкость. Так, к примеру, вода кипит при температуре 100℃. Но вот в горной местности та же вода закипит быстрее, потому как в горах атмосферное давление ниже.

Рассмотрим фазы кипения на примере кастрюли с водой. Если поставить кастрюлю с водой на плиту, то вскоре на поверхности воды появятся пузырьки. Если крышка кастрюли накрыта, из нее выходит пар. Так мы видим первую фазу, которая происходит при температуре 60-75℃.

Нагретая вода из нижних слоев поднимается на поверхность жидкости и смешивается с верхними слоями. Вскоре вода из нижних слоев начинает испаряться. Это вторая фаза (75-90℃). Пузырьки в этой фазе крупнее.

Если процесс нагревания воды продолжается, то вскоре вся вода имеет относительно одинаковую температуру и наступает третья фаза (100℃). Пузырьки свободно вырываются на поверхность и лопаются. Можно считать, что вода кипит.

В домашних условиях следующая фаза невозможна, но вполне доступна в лабораторных. Но эту фазу можно наблюдать, если капнуть воду на хорошо разогретую сковороду. Вода на сковороде будет "бегать". Это явление называют эффектом Лейденфроста.

Как появляются пузыри в кипящей воде?

Если рассмотреть любую посуду в микроскоп, можно увидеть трещины и неровности. Благодаря им образуются пузыри. Попадая в эти трещины, молекулярные связи водорода разрываются и образуется пузырь. Но, когда кипит молоко, она "убегает". Все потому что молоко состоит из полимерных волокон и после закипания как цепляются друг к другу, образуя пенку. Появившиеся пузырьки не лопаются, а накапливаются и поднимаются на поверхность.

Пузырьки на поверхности кипящей жидкости состоят из воздуха. Они увеличиваются, поднимаются на поверхности и лопаются, после чего их место занимают новые.