Кипение: как образуются пузырьки в кастрюле

bolle pasta

Каждый настоящий итальянец обучен священному обряду приготовления макаронных изделий (пасты) и знает, что вода в кастрюле должна непременно закипеть, прежде чем добавить макаронные изделия выбранной формы и сочетающиеся с походящим соусом.

В ожидании пузырьков, некоторые из вас, возможно, задавались вопросом, по каким критериям они образуются, то есть, например, есть ли конкретная причина, по которой, как правило, они отправляются от дна и от стенок кастрюли.

При нулевой высоте над уровнем моря, вода меняет свое состояние из жидкого состояния в газообразное при 100 °C , это мы все знаем. Заметим также, что переход не происходит мгновенно, а именно через образование пузырьков пара. Переход не мгновенный, потому что для образование пузырьков пара внутри воды требуется определенное количество энергии, и для того, чтобы пузырь не лопнул мгновенно под давлением воды вокруг себя, он должен быть достаточно “сильным”, чтобы уравновесить это давление.

По этой причине, должны быть участки воды, выше 100° C, так что немного тепла может быть использовано пузырьком, чтобы выжить, поддерживая при этом температуру около 100° С.

Какие точки кастрюли, в которых температура выше?

Интуитивно, те, которые в контакте с теплом огня. Итак, зоны воды, которые нагреваются первыми, будут те, что на дне. Затем тепло распределяется по остальной части кастрюли.
В определенный момент вода достигает примерно 100 °C, более или менее везде. В точках контакта между дном кастрюли и водой, температура немного выше, поэтому первые пузырьки образуются там. Для формирования первых пузырьков, температура должна быть между 4 и 10 °C выше 100.
Если у них достаточно энергии, чтобы оставаться целыми и, следовательно, “выиграть” поверхностное натяжение воды, которое стремится закрыть пузырь, они отрываются от дна и начинают расширяться и подниматься, толкаемые конвективным движением, которое несет тепло снизу вверх.

Что значит “иметь достаточно энергии, чтобы оставаться целым”? В основном, надо думать о пузырьке пара, как о шаре, содержащим много молекул, которые вибрируют и хаотично передвигаются (будучи в газообразном состоянии). Чем выше температура пузырька, тем быстрее молекулы вибрируют и имеют тенденцию расширяться, создавая, таким образом, давление на поверхности пузыря, которое противодействует весу воды снаружи пузыря, которое стремятся разорвать его.

bolla

Это давление прямо соизмеримо с числом столкновений, которые имеют молекулы с внешней поверхностью воды в контакте с пузырем.

С увеличением температуры дна и стенок кастрюли, количество пузырьков в состоянии оторваться от них и добраться до поверхности увеличивается. Между 10 и 30 °C выше температуры кипения, пузырьки начинают даже взаимодействовать между собой и объединяться, образуя пузырьки крупные.

Это, как правило, в этот момент паста достигает идеальной степени готовности , и поэтому мы выключаем горелку, но если вы предполагаете обеспечить еще больше тепла, свыше 100 °C, по существу, вся площадь контакта со стенками кастрюли будет испаряться, делая “поплавок” жидкой части, окруженную паром.

Мы даем небольшое представление на следующем графике:
trasferimento del calore nell'acqua

Интересный факт заключается в том, что важно учитывать тепловой фактор контейнера. “Грубые” кастрюли, то есть те, которые имеют неровные и неоднородные стенки, гарантируют более быстрое образование пузырьков. Это происходит потому, что точки, в которых кастрюля имеет микроскопические “хребты” нагреваются легче.