Warum bleiben Blasen beim Kochen zunächst an der Seite oder am Boden eines Glases haften?

Beim Kochen von Wasser ist mir aufgefallen, dass am Boden des Glases für eine gewisse Zeit Blasen zu wachsen scheinen und dann aufsteigen. Ich habe gelesen, dass sich Blasen aus Keimbildungszentren bilden, aber ich kenne die Besonderheiten der Keimbildungsdynamik nicht. Gibt es ein mögliches Szenario, in dem sich die Blasen, während sie immer noch am Boden des Glases zu haften scheinen, in einem Gleichgewicht befinden, in dem der untere Teil der Blase durch das Verdampfen von Wasser zu Gas gebildet wird, aber an der Oberseite der Blase, die könnte etwas kühler sein, das Gas löst sich wieder in flüssige Phase auf? Wenn die beiden Raten gleich sind, würde die Blase stationär erscheinen. Irgendwann erwärmt sich das Wasser genug, um eine Verdunstungsrate zu haben, die größer ist als die Auflösung in der gesamten Masse der Flüssigkeit, und die Blase wird ihren Übergang zum oberen Ende der Flüssigkeit überleben.

Ein paar andere Gedanken, die ich mir überlegt habe:

  1. Ich weiß, dass Sieden auftritt, wenn der Dampfdruck von Wasser größer als der atmosphärische Druck ist. Ich glaube, dass dieser Zustand auch dann erreicht wird, wenn die Blase stationär ist, da die Blase die umgebende Masse an Wasser und Luft verdrängt.

  2. Ich denke, dass bei kohlensäurehaltigen Getränken Blasen an der Seite eines Glases haften bleiben können, aber ich vermute, dass der Grund dafür ein anderer ist, aber ich habe keine Ahnung, warum Kohlendioxidblasen in einem kalten Getränk haften bleiben könnten, da das Getränk ist kalt.

Antworten (2)

Die Blasen sind bereits an der Oberfläche, sie sind einfach zu klein, um sie mit bloßem Auge zu sehen.

Das Benetzen einer Oberfläche, selbst bei Raumtemperatur, führt aufgrund der Oberflächenspannung zu winzigen Gas-/Dampfbläschen an defekten Stellen. Beispielsweise verhindert die Oberflächenspannung, dass Wasser in winzige Spalten (in der Größenordnung von Mikrometern) eindringt.

Diese winzigen Gastaschen dehnen sich beim Erhitzen aus und schließlich können Sie sie sehen. Sie waren die ganze Zeit an der Oberfläche, sie dehnten sich nur aus. Sie bleiben an der Oberfläche, weil die Oberflächenspannung nach unten zieht und die nach oben gerichtete Auftriebskraft ausgleicht.

Wenn Sie jedoch immer mehr Energie hinzufügen, dehnt sich das Gas in der Blase aus. Schließlich wird die Blase von der Oberfläche ausgestoßen, da die Oberflächenspannung umgekehrt zum Blasenradius skaliert, sodass die Kraft, die sie zurückhält, abnimmt. Wenn das Volumen der Blase an der Oberfläche zunimmt, gewinnt sie außerdem eine beträchtliche Auftriebskraft, die die Oberflächenspannung überwindet. An diesem Punkt steigt die Blase.

Sie können Wasser tatsächlich über den Siedepunkt überhitzen, wenn Sie eine Oberfläche mit ausreichend kleinen Defekten haben, da dies das Einschließen von Gasblasen erschwert, wenn die Oberfläche benetzt wird.

Wie auch immer, die Blasen scheinen an den Seiten des Behälters zu haften, weil sie dank der Oberflächenspannung von Anfang an immer da waren. Sie sehen sie nur, wenn höhere Temperaturen dazu führen, dass sich das Gas in ihnen ausdehnt.

Gute Arbeit gezeichnet. sind Physikochemiker?
Ich bin mir nicht sicher, ob diese Antwort richtig ist, was sie anspricht, aber ich glaube nicht, dass sie die Bildung von wasserdampfhaltigen Blasen anspricht, nachdem die ursprünglich vorhandene Luft bereits entwichen ist.
@R .., ich habe nicht explizit erklärt, wie sich neue Blasen bilden, wenn alte ausgestoßen werden, aber der Grund, warum sie sich bilden, ist derselbe wie der, warum sie sich bilden, wenn die Oberfläche anfänglich benetzt wird. Wenn sich eine Blase abhebt, strömt kältere Flüssigkeit hinein, um ihren Platz einzunehmen. Die defekte Stelle ist jedoch immer noch vorhanden und die neue Flüssigkeit kann die Oberfläche aufgrund der Oberflächenspannung nicht wieder vollständig benetzen. So entsteht eine neue winzige Dampfblase und der Vorgang wiederholt sich. Das Vorhandensein von Defektstellen verursacht zusammen mit der Oberflächenspannung die Bildung von Dampfblasen (sogar ohne Kochen).
Ich glaube, ich habe jetzt verstanden, dass die Oberflächenspannung auf mikroskopischer Ebene verhindert, dass das Volumenwasser vollständig in den Defekt auf der adsorbierenden Oberfläche eindringt. Die Oberflächenspannung verhindert auch, dass das Wasser unter die Blase kriecht. Bedeutet dies, dass es zunächst keine Auftriebskraft nach oben gibt, aber wenn die Blase anschwillt, gibt es einen geneigten Bereich der Blase (nicht senkrecht), der eine Oberfläche bietet, auf der Wasser nach oben drücken kann? Danke
@lamplamp, das ist richtig.

Es ist energetisch teuer , eine Oberfläche wie die Oberfläche einer Blase herzustellen.

Durch das Kleben an den Wänden oder am Boden eines Behälters ist ein Teil der Oberfläche frei , daher ist es energetisch günstig, teilweise haften zu bleiben, bis sich genug Gas gebildet hat, dass das Verhältnis von Oberfläche zu Gasvolumen eine gewisse Grenze erreicht (was von der Oberflächenspannung abhängt und Art der Flüssigkeit und Oberfläche)