به گزارش ثریا - وقتی با عجله در انتظار به جوش آمدن آب در داخل قابلمه یا کتری هستیم، حبابها معمولاً اولین نشانهای هستند که ما را به پایان این انتظار امیدوار میکنند؛ اما اگر کمی توجه کرده باشید، وقتی آب را بهقصد جوش آوردن در ماکروویو قرار میدهیم، از این مرحله مهم یعنی حباب زدن خبری نخواهد بود.
وقتی یک قابلمه آب را روی اجاقگاز میگذارید تا به جوش بیاید، حبابهای ریز اولین نشانهای هستند که نشان میدهند آب در آستانه جوشیدن است. با داغتر شدن آب، حبابها بزرگتر میشوند تا زمانی که جوشیدن کامل صورت گرفته و آب به دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد میرسد.
اما اگر آب را در ماکروویو جوشانده باشید، متوجه این موضوع شدهاید که باوجود جوشیدن آب، خبری از حبابها نخواهد بود. اینجاست که این سؤال مطرح میشود که چرا آبی که روی اجاق به جوش میآید حباب دارد، اما در ماکروویو نه.
تفاوت در کجاست؟
طبق گفته متخصصان دینامیک سیالات، با گرم شدن آب بر روی یک منبع گرمایشی مثل اجاقگاز، حبابهایی در مقیاس نانو بهطور مداوم ظاهرشده و از بین میروند؛ اما دمایی که در آن حبابهای قابلتوجه شروع به شکلگیری میکنند، گاهی بسیار بالاتر از نقطهجوش تئوری آب است.
جاناتان بوریکو، متخصص دینامیک سیالات در ویرجینیا تک دراینباره توضیح داد: «نقطهجوش به این معناست که در هر دمایی بالاتر از آن، مولکولها ترجیح میدهند بخار باشند تا مایع.» یعنی در دمای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد، انرژی ذاتی مولکولهای آب (که بهعنوان پتانسیل شیمیایی شناخته میشود)، برای حالت گاز پایینتر از حالت مایع است و این باعث میشود که بخار، پایدارترین شکل باشد.
بوریکو ادامه داد: «برای اینکه واقعاً جوشیدن انجام شود، باید حباب ایجاد شود که این خودش یک هزینه انرژی دارد؛ بنابراین اینکه ترجیح میدهید بخار باشید، به این معنا نیست که با موفقیت خواهید جوشید.»
یعنی دمایی که در آن آب واقعاً به جوش میآید، نتیجه مبادلهای بین انرژی پتانسیل شیمیایی ذخیرهشده از طریق تبدیلشدن به گاز و انرژی صرفشده برای تشکیل حباب است.
نکته مهم این است که حباب فقط حجم گاز نیست، بلکه درواقع فصل مشترک بین فاز گاز و مایع هم هست و مثل تمام فصول مشترک مایعات، این سطح در معرض کشش سطحی قرار دارد؛ یعنی نیرویی که دائماً تلاش میکند مرز گاز و مایع را به کوچکترین ناحیه ممکن کوچک کند.
این درباره یک حباب، به معنی فروپاشی کامل و بازگشت به یک مایع یکنواخت است. به همین خاطر، یک حباب پایدار باید آنقدری حاوی گاز باشد تا ذخیره انرژی پتانسیل شیمیایی، بزرگتر از کشش سطحیِ فصل مشترک باشد؛ همین باعث میشود حبابهای بزرگتر پایدارتر باشند.
بوریکو توضیح داد: «کشش سطحی اساساً یک هزینه انرژی به ازای واحد سطح است. حبابهای واقعاً کوچک دارای نسبت سطح به حجم بسیار بزرگی هستند، درحالیکه یک حباب بزرگتر، سطح کوچکتری نسبت به حجم خود دارد. هر چه حباب بزرگتر شود، حجم آن بیشتر شده و بر هزینه کشش سطحی غلبه میکند.»
در نتیجه، آب معمولاً تا زمانی که کمی بیشتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد گرم نشود، نمیجوشد؛ این پدیده را فوق داغ شدن (superheating) مینامند. البته نقطهجوش، دمایی است که در آن گاز پایدارتر از مایع میشود و درجههای اضافی، مربوط به انرژی فعالسازی موردنیاز برای ایجاد یک حباب بهاندازه کافی بزرگ هستند.
میرکو گالو، متخصص دینامیک سیالات در دانشگاه ساپینزای رم هم دراینباره به این نکته اشارهکرده که عوامل مختلفی بر سهولت تشکیل این حبابها تأثیرگذار هستند: «گازهای حلشده و ناخالصیهای آب و سطح ظرف همگی میتوانند موانع انرژی برای تشکیل حباب را کاهش دهند.»
این ناهماهنگیها در داخل توده مایع، نقطه هستهزایی متمایزی را فراهم میکنند که حبابها میتوانند در اطراف آن شکلگرفته و درنتیجه از میزان مجازات کشش سطحی برای تشکیل یک حباب کاملاً کروی کاسته خواهد شد. گالو ادامه داد: «اگر یک حباب روی یک لبه تشکیل شود، آن حباب فقط نیمی از یک کره است؛ بنابراین سطح کوچکتری دارید و به انرژی کمتری نیاز خواهد بود و به همین دلیل است که اولین حبابها همیشه روی مرز و نزدیکی دیواره قابلمه شروع بهظاهر شدن میکنند.»
جوشاندن آب در ماکروویو
اما در ماکروویو شرایط به نحو دیگری است و شرایط غیرعادی گرمایش، تشکیل حباب را آنچنان سرکوب میکند که میتوان آب را تا ۲۰ درجه سانتیگراد فوق داغ کرد.
بوریکو در این رابطه توضیح داد: «وقتی آب را در ماکروویو گرم میکنید، نفوذ امواج الکترومغناطیسی باعث تحریک مولکولهای آب را در کل حجم میشود؛ بنابراین آب خیلی سریع و یکنواخت گرم میشود؛ درحالیکه روی اجاقگاز، دیواره پایینی قابلمه داغترین قسمت ماجراست. بهعلاوه شما معمولاً مایعات را در یک ظرف نسبتاً صاف مثل شیشه در ماکروویو گرم میکنید، بنابراین آن نقاط داغ موضعی که به شما کمک خواهند کرد تا بر آن مانع انرژی برای ایجاد اولین فصل مشترک غلبه کنید را در اختیار نخواهید داشت.»
با ایجاد این آشفتگیها در ظرف، ذخیره عظیم انرژی پتانسیل شیمیایی در مایع فوق داغ، بهطور خودجوش در قالب یک حباب غولپیکر و انفجاری آزاد میشود و همین موضوع باعث میشود که آبی که در ماکروویو گرم شده و به جوش آمده، بهطور شگفتانگیزی خطرناک شود.
البته گالو در ادامه توضیح داد که این فوق داغ شدن مختص آب نیست و وقوع این پدیده برای هر مایع دیگری هم امکانپذیر است. بوریکو هم در بخش پایانی توضیحاتش گفت: «آب در مقایسه با اکثر مایعات، کشش سطحی بسیار بالایی دارد، اما اساساً هرچه کشش سطحی بالاتر باشد، اثر آن چشمگیرتر خواهد بود.»
منبع : ماکروویو
قابلیت جدید واتساپ: پیام متنی یکبار قابل مشاهده به واتساپ میآید
شرکت اپل از گران شدن محصولات خود خبر داد
ساماندهی برنامههای هوش مصنوعی با محوریت تولید داخلی
هشدار وزیر علوم: هوش مصنوعی بدون اخلاق، پیشرفتهترین ابزار ظلم میشود
دادگاه در دهلی نو درخواست بازگشایی تلگرام را رد کرد
رشد استفاده از VPN در بعضی کشورهای اروپایی با قوانین جدید
انحصار قدرت و ثروت در الیگارشی اموی: از خلافت تا سلطنت
حجتالاسلام قمی: وحدت یعنی همبستگیِ آرا و سلایق متفاوت حول محور امام
راز زنده ماندن مؤمنان در برزخ تمسک به امام حق و ولی الله الاعظم است
اعلام مجموعههای امتحانی کنکور کارشناسی ارشد ۱۴۰۶
بازخوانی پنج فرمان راهبردی امام رضا (ع) در سلوک عاشورایی
فلسفه اسلامی و غفلت از «باید و نباید»های اجتماعی؛ یک شکاف تاریخی
اقتصاد فقط نان نیست؛ سلاح علی(ع) برای امنیت ملی و استقلال در برابر دشمنان
انتشار آثار میانرشتهای مسئلهمحور؛ اولویت جدید گروه سیاستپژوهی علوم انسانی
تغییر زمان آزمونهای کشوری و دانشگاهی به دلیل مراسم وداع و تشییع رهبر شهید
احیای اخلاق در زندگی فردی و اجتماعی با بازخوانی فلسفه عاشورا
بنی امیه چگونه به قدرت رسید؟/ تبارشناسی ۹۱ سال حکومت استبدادی
دعوت از عاشقان اهل بیت برای شرکت در طرح توسعه حرم امام حسین (ع)
منطقه زینبیه استانبول سیاهپوش محرم شد؛ آغاز برنامه های عزاداری
رئیس سازمان فضایی ایران خبر داد: بهکارگیری ظرفیتهای ویژه ماهوارهای در تشییع رهبر شهید انقلاب
زنگ میراث فرهنگی و موزه در مدارس نواخته میشود
معافیت برخی المپیادها از کنکور و همزمانی آزمونها؛ همچنان چالش اصلی دانشآموزان
قابل توجه دانش آموزان: برنامه جدید امتحانات نهایی اعلام شد+جدول
هشدار به مدارس غیردولتی؛ با هرگونه دریافت شهریه غیرقانونی برخورد میشود
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: اختیار پذیرش دانشجویان به دانشگاهها واگذار شود
حاج اکبر مولایی در اولین شب از ماه محرم آسمانی شد
روایت شیخ حسین انصاریان از سه حقی که خداوند بر انسانها نهاده است
تجمعات خیابانی و مراسم ویژه در میادین تهران برای عزاداری محرم
مصرفگرایی؛ پارادایم فرهنگی که تمام زندگی بشر را تسخیر کرد
شروع برنامه ملی «میناب ۱۵۶»؛ بورسیه تحصیلی برای دانشجویان مستعد کمبرخوردار
علی دایی به دیدار اکبر عبدی رفت+عکس
خروج هواپیماهای سوخترسان آمریکایی از فلسطین اشغالی پس از تفاهم با ایران
امیرحسین مدرس برنامه نغمههای حسینی را به مناسبت ماه محرم اجرا میکند
منوچهر هادی: درآوردن سکانس صدای رئیس جمهور در سریال ۴۸ ساعت وقت گرفت
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) حال و هوای محرمی گرفت
نمایش تابوت عهد در تالار سایه به روی صحنه میرود
پانتهآ پناهیها در نمایش جدید صابر ابر به روی صحنه میرود
زمان تشییع پیکر بهروز رضوی اعلام شد
مساجد پایگاههایی برای شناسایی استعدادهای درخشان
به یاد کودکان میناب در جام جهانی فوتبال
اخلاص و پیامرسانی؛ کلید ماندگاری عاشورا
نگاهی به پیشینه تاریخی ایرانیان در عزاداری محرم
شبکههای اجتماعی برای زیر ۱۶ سالهها ممنوع شد
تمرکز بر امنیت سایبری و تابآوری شبکه در ایام تشییع رهبر شهید
دانشگاه علوم پزشکی تهران رتبه ۷۰۱ جهان را کسب کرد؛ همچنان صدرنشین دانشگاههای ایران
محقق ایرانی پمپ مینیاتوری برای نرم روباتها ابداع کرد
اندیشمندان مسلمان از شهدای کودک میناب میگویند
خبر خوش برای فناوران علوم شناختی؛ حمایت بدون سقف از طرحهای فناوری
دانشجویان میتوانند اعتراض به احکام انضباطی را به وزارت علوم بدهند
وزیر علوم: دانشجویان جدیدالورود احتمالاً از نیمسال دوم وارد دانشگاه میشوند
زمان برگزاری آزمون کارشناسی ارشد ناپیوسته ۱۴۰۵ جابهجا شد
خودروهای خودران بایدو با نام «AmiGo» مجوز فعالیت در شرق سوئیس گرفتند
رقابت سخت منطقهای برای جذب دانشجویان خارجی؛ هشدار دانشگاه امیرکبیر
امضای تفاهمنامه مشترک دانشگاههای صنعتی UT۵ برای تقویت همافزایی
تغییر زمان امتحانات دانشگاهها در ایام تشییع رهبر شهید انقلاب
تأثیر مثبت نمرات پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵؛ سوابق دوازدهم همچنان ۶۰ درصد
طرح «حامی» برای جبران کاستیهای یادگیری دانشآموزان اجرا میشود
وام ودیعه مسکن دانشجویان علوم پزشکی برای شهر تهران افزایش یافت
شهید لاریجانی؛ الگویی که مصلحت جامعه را بر فرد مقدم میدانست
بحران صندلی خالی در دانشگاهها؛ هشدار درباره آینده نزدیک
رئیس دانشگاه جامع انقلاب اسلامی: روحیه دفاع مقدس را در علم و فناوری بازتولید کنیم
حذف آزمون جامع در راه است؟ برنامه تحول وزارت علوم برای مقاطع کارشناسی تا دکتری
سنت منطقی اسلامی چگونه پشتوانه مواجهه با منطق ریاضی است؟
جهان اسلام به این روحانی فرزانه و اهل ادب میبالد
بانو مجتهده امین نماد توانمندی زنان است
بازیگر معروف: صداپیشگان شایسته دریافت اسکار بازیگری هستند
اختتامیه پویش ملی وطن به روایت من برگزار شد
اهدای نامه سید مجید موسوی و انگشتر یادبود به فرزند شهید سید مصطفی میرغفاری
حرمهای کربلا در آستانه محرم سیاه پوش شدند
زمان تشییع رهبر شهید اعلام شد +جزئیات را اینجا بخوانید
هزینه ثبتنام جهش تحصیلی دانشآموزان اعلام شد
مجموعهکتاب «داستانهای غولی» درباره اهمیت آب به کودکان میآموزد
نگاهی به نقش توییتر در جنگ رسانهای دشمن در کتاب «توئیتری شدن سیاست»
تکرار سنت اهریمنی استکبار در عاشورای ۱۴۰۵ در حمله به یک منابع آب
طراح بازی «نجات دختران اپستین توسط بچههای میناب» از این بازی میگوید
درباره زندگی رازآمیز درختان در این کتاب بخوانید
هکرها پیامرسان دولتی فرانسه را هک کردند
رونمایی آستان مقدس علوی از پروژه نگارش نسخهای نفیس از نهجالبلاغه
اختراع کتی که هوا را به آب آشامیدنی تبدیل میکند
وزیر علوم: اساتید دانشگاه با امید و انگیزه در کلاس درس حاضر شوند
افزایش سهمیه بومی در دستیاری دندانپزشکی؛ اعلام آخرین مهلت ثبتنام
مأموریت دانشگاهها در برنامه «مهر» برای حل بحران آب، ناترازی انرژی و تورم
وزیر علوم: دانشجویان جدیدالورود احتمالاً از نیمسال دوم وارد دانشگاه میشوند
اختتامیه پویش ملی وطن به روایت من برگزار شد
اپ ادیتس متا صاحب دستیار هوش مصنوعی می شود
امضای تفاهمنامه مشترک دانشگاههای صنعتی UT۵ برای تقویت همافزایی
تأکید رئیس مرکز هیئت امنا و ممیزه بر نقش کلیدی فناوری در دفاع ملی
تکرار سنت اهریمنی استکبار در عاشورای ۱۴۰۵ در حمله به یک منابع آب
حذف آزمون جامع در راه است؟ برنامه تحول وزارت علوم برای مقاطع کارشناسی تا دکتری
اهدای نامه سید مجید موسوی و انگشتر یادبود به فرزند شهید سید مصطفی میرغفاری
تاکید بر ارتقای کیفیت آموزش هُنر در مدارس
تبدیل شدن آئین تعویض پرچم امام حسین(ع) به رویدادی جهانی
بحران صندلی خالی در دانشگاهها؛ هشدار درباره آینده نزدیک
شهید لاریجانی؛ الگویی که مصلحت جامعه را بر فرد مقدم میدانست
رئیس دانشگاه جامع انقلاب اسلامی: روحیه دفاع مقدس را در علم و فناوری بازتولید کنیم
تغییر زمان امتحانات دانشگاهها در ایام تشییع رهبر شهید انقلاب
زمان برگزاری آزمون کارشناسی ارشد ناپیوسته ۱۴۰۵ جابهجا شد
بازگشت ۴۵۰۰ دانشجوی دانشگاه شریف از امروز
دانشجویان میتوانند اعتراض به احکام انضباطی را به وزارت علوم بدهند
مقابله با موج محتوای غیرقانونی در بحرانها؛ بریتانیا شبکههای اجتماعی را ملزم به سازوکار ویژه کرد
مجموعهکتاب «داستانهای غولی» درباره اهمیت آب به کودکان میآموزد
تأثیر مثبت نمرات پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵؛ سوابق دوازدهم همچنان ۶۰ درصد
دانشگاه علوم پزشکی تهران رتبه ۷۰۱ جهان را کسب کرد؛ همچنان صدرنشین دانشگاههای ایران
زمان تشییع رهبر شهید اعلام شد +جزئیات را اینجا بخوانید
نگاهی به نقش توییتر در جنگ رسانهای دشمن در کتاب «توئیتری شدن سیاست»
خودروهای خودران بایدو با نام «AmiGo» مجوز فعالیت در شرق سوئیس گرفتند
رقابت سخت منطقهای برای جذب دانشجویان خارجی؛ هشدار دانشگاه امیرکبیر
آگهی/ از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
ایلان ماسک نخستین تریلیونر دنیا میشود
توانمندسازی مدرسان آموزش خانواده با رویکرد جوانی جمعیت
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.