Was bestimmt die Blasenpositionen in kochendem Wasser?

Etwas anderes als unsere üblichen Tarife. Ich habe neulich einen Topf mit Wasser zum Kochen gekocht und mich gefragt, was die Position der Blasenströme vom Boden des Topfes verursacht hat. Der Blasenstrom scheint von der gleichen Stelle der Pfanne zu kommen, ist das eine Eigenart des Flüssigkeitsstroms? Fehler in der Pfanne? Diese Blasenströme scheinen mehrere Minuten lang anzuhalten, bis das Wasser vollständig kocht und es zu turbulent wird, um irgendetwas zu folgen.

Irgendwelche Gedanken?

Zumindest bei meinem Elektrobrenner bilden sich die Blasen in einer Spirale, genauso wie mein Elektrobrenner die Wärme spiralförmig aufbringt. Ich bin immer davon ausgegangen, dass die Blasenbildung aufgrund ungleichmäßiger Erwärmung an bestimmten Stellen liegt. Die Dicke des Metalls in der Pfanne und wie die Hitze angewendet wird, sind wahrscheinlich die größten Faktoren. Außerdem möchten sich keine Blasen in der Nähe der Seiten bilden, da durch die Seiten viel Wärme verloren geht.
Ich denke, das OP fragt auch nach den spezifischen Punkten, an denen sich Blasen bilden, und nicht nur nach dem allgemeinen Bereich der Pfanne. Blasen kommen aus heißen Regionen, ja, aber auch nur von ganz bestimmten Punkten innerhalb dieser Regionen.
An Absätzen/Oberflächenrauhigkeiten bilden sich mehr Blasen?
Nur ein Kommentar, dies scheint abstrakt mit der Bildung von Strukturen im Universum verbunden zu sein, die durch mangelnde Symmetrie verursacht werden. Wenn also das Wasser, der Druck, die Wärmeübertragung usw. eine perfekte Symmetrie hätten, sollte das gesamte Wasser gleichzeitig zu einer Blase werden.

Antworten (1)

Laut Wikipedia

"Damit sich eine Dampfblase ausdehnen kann, muss die Temperatur hoch genug sein, dass der Dampfdruck den Umgebungsdruck (hauptsächlich den Atmosphärendruck) übersteigt."

Bei Cornell haben sie eine Studie über kritische Tröpfchen und Kernbildung durchgeführt und beobachtet, dass die Oberflächenspannung diese Dampfdruckänderung ermöglicht und die Blasenbildung verursacht. Dies kann durch Mängel in der Pfanne verursacht werden, die durch das Erhitzen der Pfanne selbst, Kratzer in der Pfanne und andere hinzugefügte Nukleationsbereiche wie Salz oder Sand verursacht werden. Nicht aufgrund von Verunreinigungen des Wassers, obwohl sich verschiedene Verunreinigungen unterschiedlich schnell erwärmen als Wasser.

(Sehr gefährlich) Wenn Sie destilliertes Wasser in einem glatten Behälter (ohne Keimbildungspunkte oder Unvollkommenheiten) in der Mikrowelle erhitzen, überschreitet es den Siedepunkt, da sich keine Blasen bilden dürfen. An dem Punkt, an dem Sie die Tasse schütteln oder etwas hinzufügen, das die Oberflächenspannung bricht, rufen Sie eine Dampfdruckänderung hervor, die ein Kochen ermöglicht, ziemlich heftig, weil Sie neue Keimbildungspunkte geschaffen haben.

Wenn Sie Metalle erhitzen (einschließlich Schweißen und Schneiden), erzeugen Sie eine sogenannte Wärmeeinflusszone (HAZ), in der die Mikrostruktur des Materials und die Eigenschaften des Materials selbst durch den Erwärmungsprozess verändert werden. In Ihrer Pfanne bewirken Sie, dass sich verschiedene Materialien im Metall selbst verschieben (basierend auf der Platzierung des Heizelements), was dazu beiträgt, [einige der] Keimbildungsstellen zu erzeugen.

Die Form der Pfanne, Unvollkommenheiten in der Pfanne und die Oberflächenspannung, die durch die Blasen und das Fehlen von Blasen auf der Oberfläche verursacht wird, und die Drücke in der vertikalen Strömungssäule ermöglichen es den Blasen, sich gleichmäßig zu bilden, wodurch Ströme aufsteigender Blasen entstehen.

Andere Hindernisse in der Pfanne wie Salz, Reis und Nudeln, die am Boden der Pfanne haften, können ebenfalls zur Bildung von Nukleationsstellen beitragen.

Was bestimmt die Blasenpositionen in kochendem Wasser?
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