Domanda:
Sperimenta per dimostrare che l'acqua ha aria
Saurabh Raje
2014-12-29 17:16:14 UTC
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Nella scuola elementare, c'era un esperimento per dimostrare che l'acqua ha dissolto l'aria, che ha comportato l'ebollizione dell'acqua e l'osservazione delle gocce sulla superficie del contenitore, e questo ha dimostrato che l'acqua ha aria. Ora, al liceo, stavo pensando la stessa cosa, e penso che questa conclusione sia sbagliata. Le gocce formate dalla conversione dell'acqua liquida in vapore non sono dovute all'evaporazione? O è davvero l'aria disciolta che fuoriesce? Quali sono i tuoi pensieri?

Tre risposte:
Jason Patterson
2014-12-29 21:53:10 UTC
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Ci sono due modi in cui interpreto la domanda che mi stai ponendo e cercherò di affrontarli a turno.

  1. Se il tuo insegnante ha bollito un contenitore di acqua e ha tenuto un pezzo di vetro sopra di esso per raccogliere gocce di acqua liquida, potrebbe aver cercato di dimostrare che l'acqua non scompare quando bolle, che invece si trasforma in un gas che può muoversi nell'aria e può essere condensato di nuovo in un liquido. In sostanza, $ \ ce {H2O} $ è $ \ ce {H2O} $, indipendentemente dallo stato della materia che occupa.

  2. Se invece l'insegnante volesse che tu osservassi il bolle di gas che si formano in un contenitore di liquido caldo o bollente, lui o lei potrebbe essere stato sulla strada giusta, ma non è riuscito a trasmetterti il ​​messaggio corretto o ha avuto un'idea sbagliata in primo luogo.

    Se prendo l'acqua dal rubinetto e la riscaldo forte, si formano delle bolle all'interno del recipiente che sto riscaldando prima che bolle. Si tratta di bolle di gas che non sono più solubili perché la temperatura del liquido è troppo alta (e la sua pressione è diminuita rispetto al rubinetto.) Il gas è aria disciolta (principalmente anidride carbonica, I sospetto) con una grande porzione di vapore acqueo. In ogni caso sono bolle di gas che si sono disciolte ma non lo sono più. Puoi vederlo accadere ogni volta che fai bollire una pentola d'acqua sul fornello.

    Quando la pentola raggiunge l'ebollizione, eventuali bolle sono quasi esclusivamente acqua gassosa formata tramite vaporizzazione.

    Un modo più semplice, anche se più lento, per vederlo è aprire un rubinetto freddo fino a quando l'acqua non sarà fredda quanto sarà fredda, quindi versare un bicchiere. Mentre si siede (forse per un'ora o due), alla fine si formeranno delle bolle sulle pareti del vetro. Questi alla fine si dissolveranno di nuovo e il gas fuoriuscirà dalla parte superiore del vetro, quindi non è qualcosa che puoi impostare di notte e tornare la mattina successiva. Le bolle sono aria che è riuscita a dissolversi nell'acqua ad alta pressione / bassa temperatura nei tubi ma non nell'acqua a bassa pressione / alta temperatura nel bicchiere.

Il setup era il numero 2. Quindi da quello che ho dedotto, a una temperatura più bassa, le bolle sono per lo più aria disciolta, e ad una temperatura più alta, il suo vapore acqueo.
@SaurabhRaje Sì, fondamentalmente è così. Molto al di sotto di 100 ° C, le bolle che si formano sono per lo più aria disciolta (con eccesso di anidride carbonica, perché si dissolve molto più rapidamente dell'azoto o dell'ossigeno). Più vicino a 100 ° C, includerebbero sempre più vapore acqueo perché la pressione del vapore di l'acqua aumenta con l'aumentare della temperatura. Oltre i 100 ° C l'acqua bolle e le bolle sono quasi esclusivamente vapore acqueo.
Jan
2016-10-05 19:53:46 UTC
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Un programma televisivo scientifico tedesco una volta ha mostrato un grande esperimento (ahimè, non riesco a trovarne alcuna copia su Youtube). Avevano due pentole d'acqua. In ognuno di essi c'era un grande cilindro di vetro chiuso riempito d'acqua che usciva dall'acqua in modo che la sua parte superiore fosse liberamente visibile. Poi fecero bollire l'acqua in entrambe le pentole per un po '; parte del gas è stata raccolta in queste bombole e ha fatto scendere il livello dell'acqua in esse.

Quindi, hanno lasciato raffreddare nuovamente l'acqua (questo è stato registrato in movimento veloce). In uno dei due cilindri (chiamandolo cilindro 1) il livello dell'acqua è risalito verso l'alto, l'altro ha mantenuto un cuscino d'aria nella parte superiore del cilindro (cilindro 2).

La spiegazione: L'acqua nel cilindro 1 e la pentola corrispondente erano state pre-bollite. Poiché i gas sono meglio solubili a basse temperature, l'ebollizione e il raffreddamento hanno rimosso efficacemente tutti i gas disciolti dall'acqua del cilindro uno prima dell'esperimento. Pertanto, l'unico gas da osservare nella parte superiore del cilindro 1 era il vapore acqueo.

L'acqua del cilindro 2 non era stata pre-bollita. C'erano ancora gas disciolti nell'acqua che di nuovo fuoriuscirono dopo l'ebollizione. Questi gas sono stati raccolti nella parte superiore del cilindro 2 insieme vapore acqueo. Quando la configurazione è stata raffreddata, il vapore acqueo si è ricondensato (almeno in una frazione significativa) ma il gas precedentemente disciolto è rimasto al di sopra.

hBy2Py
2014-12-29 17:52:50 UTC
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La tua descrizione è alquanto vaga ("bollire un po 'd'acqua e osservare le gocce sulla superficie del contenitore"), ma sembra improbabile che un simile esperimento dimostri che l'aria si dissolve in acqua. Se per "gocce" intendi bolle di gas, allora sì: le bolle di gas nell'acqua bollente sono sostanzialmente tutto vapore acqueo, non aria. Hai ragione: qualsiasi goccia di liquido che si forma sulla superficie interna del contenitore sarebbe dal vapore acqueo ricondensato, a sua volta evaporato dal liquido bollente e non avrebbe nulla a che fare con l'aria che si è dissolta nell'acqua.

Quello che farei per provare a dimostrare che l'aria si dissolve in acqua lo farebbe essere quello di montare una bottiglia di soda di plastica trasparente da 2 litri ( NON VETRO ) in modo da poterla collegare a un compressore d'aria. (Dovrei pensare un po 'a come farlo.) Quindi:

  1. Riempi la bottiglia circa per metà con acqua naturale
  2. Tappare la bottiglia & connettersi al compressore
  3. Indossare occhiali di sicurezza ed essere molto attenti (la bottiglia potrebbe scoppiare o trasformarsi in un razzo se il tappo si allenta), pressurizzare la bottiglia a 100 psi (~ 700 kPa),
  4. Lasciare riposare la bottiglia, pressurizzata, per un po ', forse trenta minuti? - facendolo roteare periodicamente.
  5. ATTENTAMENTE sfiatare la pressione per 5-10 secondi, come quando si apre una bottiglia di soda che è stata agitata.
  6. Se non compaiono bolle, picchietta più volte sul lato della bottiglia.

La quantità di aria che si dissolve in acqua aumenta con la pressione. La speranza sarebbe che una quantità sufficiente di aria aggiuntiva si dissolva sotto 100 psi di aria, che quando rilasci la pressione nel passaggio 5 e la quantità di aria che l'acqua può trattenere torna alla normalità, l'aria in eccesso formerà un grappolo di bolle in tutta l'acqua .

Per gocce intendo goccioline, come quelle di condensa, o per esempio quelle che potresti osservare versando acqua frizzante in un contenitore di vetro. Ci scusiamo per la mia lingua, l'inglese non è nativo
Va tutto bene; Voglio solo essere sicuro di rispondere a quello che stai effettivamente chiedendo.
@SaurabhRaje Intendi gocce di gas o gocce di liquido? Le gocce di gas verrebbero chiamate bolle, il che renderebbe la dimostrazione del tuo insegnante molto più sensata.
@JasonPatterson, intendo gocce di gas o bolle.
Saurabh, dopo aver letto la risposta di Jason, credo di aver sempre frainteso la tua domanda ... scuse!
@brian, nessun problema


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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