Apa Gelembung di Air Mendidih?

Gelembung terbentuk saat Anda air mendidih. Pernahkah Anda bertanya-tanya apa yang ada di dalamnya? Apakah gelembung terbentuk dalam cairan mendidih lainnya? Berikut ini adalah komposisi kimia dari gelembung, apakah gelembung air mendidih berbeda dari yang terbentuk dalam cairan lain, dan cara merebus air tanpa membentuk gelembung sama sekali.

Fakta Cepat: Gelembung Air Mendidih

Ketika Anda pertama kali mulai merebus air, gelembung yang Anda lihat pada dasarnya adalah gelembung udara. Secara teknis, ini adalah gelembung yang terbentuk dari gas terlarut yang keluar dari larutan, jadi jika air berada di atmosfer yang berbeda, gelembung akan terdiri dari gas-gas itu. Dalam kondisi normal, gelembung pertama kebanyakan adalah nitrogen dengan oksigen dan sedikit argon dan

Saat Anda terus memanaskan air, molekul mendapatkan energi yang cukup untuk transisi dari fase cair ke fase gas. Gelembung ini adalah uap air. Saat Anda melihat air pada "bisul bergulir," gelembung-gelembung itu seluruhnya berupa uap air. Gelembung-gelembung uap air mulai terbentuk di tempat-tempat nukleasi, yang seringkali merupakan gelembung-gelembung udara kecil, sehingga ketika air mulai mendidih, gelembung-gelembung itu terdiri dari campuran udara dan uap air.

Kedua gelembung udara dan gelembung uap air meluas saat mereka naik karena ada sedikit tekanan yang mendorong mereka. Anda dapat melihat efek ini lebih jelas jika Anda meniup gelembung di bawah air di kolam renang. Gelembung-gelembung itu jauh lebih besar pada saat mereka mencapai permukaan. Gelembung uap air mulai lebih besar karena suhu semakin tinggi karena lebih banyak cairan dikonversi menjadi gas. Hampir tampak seolah-olah gelembung berasal dari sumber panas.

Sementara gelembung udara naik dan mengembang, terkadang gelembung uap menyusut dan menghilang saat air berubah dari keadaan gas kembali menjadi bentuk cair. Dua lokasi di mana Anda dapat melihat gelembung menyusut adalah di bagian bawah panci tepat sebelum air mendidih dan di permukaan atas. Di permukaan atas, gelembung bisa pecah dan melepaskan uap ke udara, atau, jika suhu cukup rendah, gelembung bisa menyusut. Suhu pada permukaan air mendidih mungkin lebih dingin daripada cairan yang lebih rendah karena energi yang diserap oleh molekul air ketika mereka mengubah fase.

Jika Anda membiarkan air matang mendingin dan segera rebo itu, Anda tidak akan melihat bentuk gelembung udara terlarut karena air belum punya waktu untuk melarutkan gas. Ini dapat menimbulkan risiko keamanan karena gelembung udara cukup mengganggu permukaan air untuk mencegahnya mendidih secara eksplosif (superheating). Anda dapat mengamati ini dengan air microwave. Jika Anda merebus air cukup lama untuk melepaskan gas, biarkan air menjadi dingin, dan kemudian segera rebus, tegangan permukaan air dapat mencegah cairan mendidih meskipun suhunya tinggi cukup. Kemudian, menabrak wadah bisa menyebabkan mendidih yang tiba-tiba dan hebat!

Satu kesalahpahaman umum yang dimiliki orang adalah percaya bahwa gelembung terbuat dari hidrogen dan oksigen. Ketika air mendidih, ia berubah fase, tetapi ikatan kimia antara atom hidrogen dan oksigen tidak putus. Satu-satunya oksigen dalam beberapa gelembung berasal dari udara terlarut. Tidak ada gas hidrogen.

Jika Anda merebus cairan lain selain air, efek yang sama terjadi. Gelembung awal akan terdiri dari gas terlarut. Saat suhu semakin mendekati titik didih cairan, gelembung akan menjadi fase uap zat tersebut.

Meskipun Anda bisa merebus air tanpa gelembung udara hanya dengan reboiling, Anda tidak bisa mencapai titik didih tanpa mendapatkan gelembung uap. Ini berlaku untuk cairan lain, termasuk logam cair. Para ilmuwan telah menemukan metode pencegahan pembentukan gelembung. Metode ini didasarkan pada Efek leidenfrost, yang bisa dilihat dengan menaburkan tetesan air di wajan panas. Jika permukaan air dilapisi dengan bahan yang sangat hidrofobik (anti air), lapisan uap terbentuk yang mencegah gelembung mendidih atau mendidih. Teknik ini tidak memiliki banyak aplikasi di dapur, tetapi dapat diterapkan pada bahan lain, berpotensi mengurangi hambatan permukaan atau mengontrol proses pemanasan dan pendinginan logam.