Презентація проекту "Бульбашка"

Підготували учні 8 класу. Керівник Охріменко Надія Василівна. Підлісненська філія КЗ «Олександрівське НВО №2»Проект на тему «Бульбашка»

Мета:ознайомитися з поняттям слова бульбашка згідно українського словника та розглянути фази кипіння води, хімічний склад бульбашок в воді та інших киплячих рідинах, а також дати відповідь, що знаходиться всередині них та чи можливе кипіння без них.

41235 Який їх хімічний склад у киплячій воді?Вставьте Ваш текст. Вставьте Ваш текст. Вставьте Ваш текст. Що таке бульбашка?Як вони виникають?Який їх хімічний склад у киплячій воді та інших киплячих рідинах?Що знаходиться всередині бульбашок?Чи можливе кипіння без бульбашок?ЗАВДАННЯ: дати відповідь на запитання

Бульбашка згідно словника української мови водяний або мильний пухир; банька.Існують вислови мильна бульбашка-про щось нетривке, нецінне. Інколи порожниста кулька-у термометрі…скляна дудочка з бульбашкою на кінці. Ми знаємо, що поява швидко вируючих бульбашок на поверхні води вказує нам на те, що вода закипіла. Що таке кипіння, з яких фаз воно складається і чому в воді утворюються бульбашки?Кипіння – це процес активного утворення пари, який відбувається всередині і на поверхні рідини. Він може виникати тільки за умови певного тиску і температури рідини. Всупереч поширеному міфу, сіль не прискорює кипіння, а лише збільшує кількість бульбашок – створює багато пароутворювальних центрів. Виходячи з цього, температура, при якій закипає рідина, називається її температурою або точкою кипіння. У всіх речовин даний показник різний. Наприклад, вода кипить при 100 ℃, спирт – при 78 ℃, ртуть – при 357 ℃. Цікавий факт: в горах вода буде закипати швидше. Це пов'язано зі зниженням атмосферного тиску з висотою. Так, на висоті 9000 м над рівнем моря вода почне кипіти при температурі 75 ℃.

Фази кипіння води. Найпростіший приклад кипіння – поступове нагрівання каструлі з водою на кухонній плиті. Незабаром можна помітити безліч дрібних бульбашок, які піднімаються на поверхню. Вони складаються з повітря, газів, які присутні у воді. Якщо каструля накрита кришкою, на ній зсередини з'явиться пар. Це означає, що рідина нагрівається – перша фаза (60-75 ℃). Логічно, що на самому дні ємності вода буде нагріватися швидше, так як найближче знаходиться до джерела тепла. Спрацьовує режим конвекції: нагріта рідина піднімається вгору, а більш прохолодна – опускається вниз. Відбувається змішування води. Далі нижній шар рідини починає потроху випаровуватися – друга фаза (75-90 ℃). Цей процес супроводжується характерними звуками у вигляді дзижчання, уривчастих гудків і т.п. Виходять вони якраз і лопаються в масі води бульбашок, які вже стали набагато більшими. Піднімаючись з дна каструлі, вони стикаються з холодною водою і пар усередині бульбашки конденсується.

Якщо подача тепла не припиняється, вся вода стає приблизно однакової температури, починається третя фаза. Тепер міхури не конденсуються а можуть вільно досягати поверхні і вибухати там. До цього моменту шум води наростає а потім починає стихати. Лише зараз можна говорити про те, що рідина кипить (100 ℃). Цікаво, що в побутових умовах неможливо перейти до наступної фази. Температура кипіння досягнута, і вода буде просто випаровуватися. Але, наприклад, в лабораторії можна продовжити підвищення температури за допомогою пальника. При цьому кількість бульбашок стане настільки величезним, що всі разом вони утворюють стовпи пари. В даному випадку говорять про бульбашкове кипіння. Подальший нагрів запускає перехідний режим. Що цікаво, чим сильніше при цьому підвищується температура, тим повільніше відбувається передача тепла воді. Справа в тому, що на дні каструлі формується шар пара, який гірше передає тепло. Поступово він стає суцільним. Запускається фаза плівкового кипіння – вода над шаром пари отримує тепло дуже повільно. Яскравий приклад цього явища – крапля води, пролита на дуже добре розігріту сковорідку. Якщо температура ємності перевищує температуру кипіння води, то крапля не випарується миттєво, а згорнеться в кульку і зможе проіснувати близько хвилини. Дане явище описано німецьким вченим Йоганном Готлоб Лейденфростом в 1756 р, тому зараз воно так і називається – ефект Лейденфроста. Секрет бігаючих по сковороді крапель досить простий. Потрапляючи на розігріту поверхню, нижня частина краплі миттєво випаровується і утворює шар пари, яка ізолює решту рідини на деякий час.

Чому в киплячій воді утворюються бульбашки?Що ж викликає поява бульбашок в киплячій воді? У ємності є мікроскопічні тріщини і западини. Вони служать центрами пароутворення. Саме на цих шорстких ділянках руйнуються водневі зв'язки між молекулами. Цікавий факт: на відміну від води, молоко під час закипання починає інтенсивно «тікати» з ємності. Так відбувається через наявність в його складі довгих полімерних молекул, які чіпляються одна до одної і утворюють плівку на поверхні. Тим часом, в процесі кипіння формуються бульбашки, піднімаються вгору, але вони не лопаються через плівки і накопичуються. Швидко тікає молочна пінка – безліч проблем, що накопичилися бульбашки під плівкою. Назовні вивільняється певний обсяг пара. Бульбашка поступово збільшується і відривається від поверхні, однак на його місці утворюється новий. Якщо поверхню ємності дуже гладка, вода може нагрітися до 100 ℃, але так і не перейде в стадію кипіння. Таку рідину називають перегрітої. Вона може закипіти миттєво в разі потрапляння домішок або поштовху посуду. Бульбашки в киплячій воді – це розчине в ній повітря. Його молекули збираються в центрах пароутворення, якими служать мікротріщини на дні ємності. Поступово бульбашки збільшуються в розмірах, відриваються від дна і лопаються на поверхні, а на їх місці виникають нові.

Швидкі факти: бульбашки з киплячою водою. Спочатку бульбашки в окропі - це бульбашки повітря. Бульбашки у воді, доведені до киплячого кипіння, складаються з водяної пари. Якщо ви знову кип’ятите воду, бульбашки можуть не утворитися. Це може призвести до вибухового кипіння!Бульбашки утворюються і в інших рідинах. Перші бульбашки складаються з повітря, а потім парової фази розчинника. Всередині бульбашки з киплячою водою.

Коли ви вперше кип’ятете воду, бульбашки, які ви бачите, є в основному бульбашками повітря. Технічно це бульбашки, що утворюються з розчинених газів, що виходять з розчину, тому, якщо вода знаходиться в іншій атмосфері, бульбашки складатимуться з цих газів. У звичайних умовах першими бульбашками є переважно азот з киснем та трохи аргону та вуглекислого газу. Продовжуючи нагрівання води, молекули отримують достатньо енергії для переходу з рідкої фази в газоподібну. Ці бульбашки - водяна пара. Коли ви бачите воду при "киплячому кипінні", бульбашки - це повністю водяна пара. На місцях зародження починають утворюватися бульбашки водяної пари, які часто є крихітними бульбашками повітря, тому, коли вода починає кипіти, бульбашки складаються із суміші повітря та водяної пари. А чи знаєте ви що…

І бульбашки повітря, і бульбашки водяної пари розширюються по мірі підняття, оскільки на них менше тиску. Цей ефект ви можете побачити чіткіше, якщо подути під водою бульбашки в басейні. Бульбашки набагато більші на той момент, коли вони досягають поверхні. Бульбашки водяної пари починають збільшуватись із підвищенням температури, оскільки більше рідини перетворюється на газ. Це майже здається, ніби бульбашки виходять від джерела тепла. Поки бульбашки повітря піднімаються і розширюються, іноді бульбашки пари стискаються і зникають, коли вода переходить із газового стану назад у рідку форму. Два місця, де ви можете помітити, як бульбашки стискаються, знаходяться на дні посудини безпосередньо перед тим, як вода закипить, і на верхній поверхні. На верхній поверхні міхур може або розбитися, і випустити пару в повітря, або, якщо температура досить низька, міхур може змензменшитися. Температура на поверхні окропу може бути холоднішою за нижню рідину через енергію, яка поглинається молекулами води при зміні фаз. Якщо ви дасте кип’яченій воді охолонути і негайно її знову закип’ятете, ви не побачите розчинених бульбашок повітря, оскільки вода не встигла розчинити газ. Це може становити ризик для безпеки, оскільки бульбашки повітря порушують поверхню води настільки, щоб запобігти її вибуховому кипінню (перегріванню).

Ви можете спостерігати це за допомогою мікрохвильової води . Якщо кип'ятити воду досить довго, щоб виходили гази і дайти їй охолонути, а потім негайно знову закип'ятити, поверхневий натяг води може запобігти закипанню рідини, навіть якщо її досить високий. Тоді натикання контейнера може призвести до раптового бурхливого кипіння! Одне з поширених помилок у людей - це думка, що бульбашки складаються з водню та кисню. Коли вода закипає, вона змінює фазу, але хімічні зв’язки між атомами водню та кисню не розриваються. Єдиний кисень у деяких бульбашках надходить із розчиненого повітря. Газу водню немає.

Якщо ви кип'ятите інші рідини, крім води, відбувається той самий ефект. Початкові бульбашки складатимуться з будь-яких розчинених газів. Коли температура наближається до температури кипіння рідини, бульбашки стануть паровою фазою речовини. Склад бульбашок в інших киплячих рідинах

Кипіння без бульбашок Ви можете кип’ятити воду без бульбашок повітря, просто перекип’ятивши її, ви не зможете досягти точки кипіння, не отримавши бульбашок пари. Це стосується інших рідин, включаючи розплавлені метали. Вчені відкрили метод запобігання утворенню бульбашок. Метод заснований на ефекті Лейденфроста , який можна побачити, збризкуючи крапельки води на гарячу сковороду. Якщо поверхня води покрита сильно гідрофобним (водовідштовхувальним) матеріалом, утворюється пароізоляційна подушка, яка запобігає пузиренню або вибухонебезпечному кипінню. Ця техніка не має великого застосування на кухні, але її можна застосовувати до інших матеріалів, потенційно зменшуючи поверхневий опір або контролюючи процеси нагрівання та охолодження металу.

Спочатку бульбашки в окропі - це бульбашки повітря. Бульбашки у воді, доведені до киплячого кипіння, складаються з водяної пари. Якщо ви знову кип’ятите воду, бульбашки можуть не утворитися. Це може призвести до вибухового кипіння!Бульбашки утворюються і в інших рідинах. Перші бульбашки складаються з повітря, а потім парової фази розчинника. Висновок