כאשר אנחנו מחממים מים במיקרוגל, תופעה מוזרה עלולה להתרחש. למרות שנראה כאילו המים חמים אבל עדיין לא מבעבעים, תנועה קטנה של הכוס, ערבוב המים או הוספת סוכר עלולים לגרום למים להתפוצץ בבת אחת ולהתיז מים רותחים לכל עבר. הסרטונים שלפנינו מסבירים את התופעה המעניינת (והמסוכנת) הזאת. הניסויים המוצגים בסרטונים מבוצעים בידי מקצוענים תוך נקיטת אמצעי זהירות מתאימים, על כן אל תנסו את זה בבית! הסרטונים באנגלית, על כן הוספנו תרגום והסברים בהמשך העמוד.

סרטון זה הופק בידי ערוץ דיסקאברי והופיע בסדרת Time warp
All rights on this video are reserved to the Discovery channel.

כעת הגיע הזמן לחמם את העניינים בעזרת טריק המערב מים וקצת סוכר. זה אמנם נראה קל אבל אני מדגיש המציג הוא מקצוען. אל תנסו את זה בבית!.

כוס מים חוממה במיקרוגל והמים נראים חמים אבל לא רותחים (הם לא מבעבעים). אך כשמוסיפים סוכר...
זו דוגמא לחימום יתר. חימום יתר מתרחש, כאשר נוזל מחומם מעל טמפרטורת הרתיחה שלו מבלי שירתח. הפרעה ולו הקלה ביותר, ובמקרה זה הוספת הסוכר, תביא לרתיחה מהירה של המים המתבטאת בפיצוץ אלים ומסוכן.

 

 

סרטון זה הופק בידי ערוץ דיסקאברי והופיע בסדרת Mythbusters
All rights on this video are reserved to the Discovery channel.

האם זה יכול לקרות גם עם משקאות כמו קפה או תה? המדגימים יודעים שהדרך היחידה בה מים יתפוצצו, היא אם הם יחוממו לטמפרטורה מעל טמפרטות הרתיחה - חימום יתר, מבלי לרתוח. מי ברז כמעט תמיד רותחים, בגלל חוסר הנקיון שלהם. מים מזוקקים, הם מים טהורים ועל כן לא ירתחו. שמים שתי כוסות מים במיקרוגל, האחת עם מים מזוקקים והשנייה עם מי ברז. כאשר מי הברז רותחים, ניתן לומר כי המים המזוקקים עברו את טמפרטורת הרתיחה. הוספת קוביית סוכר, אמור לגרום למים לרתוח במהירות ובאלימות. אם משהו היה מחזיק בכוס, הוא בלי ספק היה מקבל כוויות רציניות. אך אם מי ברז לא מתפוצצים, מה הסבירות שאנשים יפגעו ממשקאות מתפוצצים? במקרה הממוצע לא סביר שזה יקרה, אולם עם מאות מליוני האנשים שמרתיחים מים שוב ושוב, זה עלול לקרות מספר פעמים בשנה בעולם.

כעת בואו נכנס להסבר מדוע זה מתרחש. כאשר מים מתחממים, מולקולות המים מקבלות אנרגיה מהחום אשר גורמות לקשרי המימן בינהם להתנתק לעיתים יותר קרובות ועל כן הן נעות במהירות העולה ככל שהטמפרטורה עולה, עד שלבסוף המים רותחים והמולקולות מתנתקות ועוברות למצב צבירה גז. באופן תאורטי בטמפרטורת הרתיחה המים צריכים לעבור למצב צבירה גזי, אך ישנו משתנה נוסף והוא מתח פני המים. מתח הפנים מחזיק את המולקולות ביחד. אז כן כיצד נוצרות הבועות אשר מעידות על הרתיחה?
ובכן ישנם אזורים הנקראים גרעיני רתיחה. גרעיני הרתיחה שוברים את רצף מולקולות המים ומחלישים את מתח הפנים ומאפשרים יצירת בועות. ככל שהבועה תהיה גדלה יותר, כך יקל עליה להתגבר על מתח פני המים לגדול עוד יותר ולבסוף להתפוצץ.

גרעיני הרתיחה לא חייבים להיות גדולים, היות והכלים בהם אנו משתמשים והמים שאנו שותים מכילים כל מני לכלוכים כמו אבק, מלחים וחלקיקים גסים. גרעיני הרתיחה מאפשרים לבועות להיווצר ולאנרגיה להשתחרר בצורה מתונה על ידי מעבר המים למצב צבירה גז. כאשר לא נוצרים גרעיני רתיחה, האנרגיה מצטברת, והפכת את המים ללא יציבים, וכל שינוי קטן גורם ליצירה של גרעיני רתיחה ופליטה של האנרגיה כפיצוץ.

 

מאת: ארז גרטי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

2 תגובות

  • עודד

    למה מים מזוקקים לא ירתחו?

    לפי מה שראיתי בויקי גם מים מזוקקים רותחים ב100 מעלות צלסיוס

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתן אוקסנברג

    מים מזוקקים

    שלום עודד,
    מים מזוקקים אכן רותחים במאה מעלות.
    בכתבה מדובר על הגעה לתחום חימום היתר של המים.
    כמעט בלתי אפשרי להגיע לתחום הזה עם מים לא מזוקקים משום שהמים הרגילים רווים בגרעיני רתיחה שיזרזו את הרתיחה ולא יאפשרו להגיע למצב של חימום יתר.
    עם מים מזוקקים ניתן לעשות זאת (מדובר על מעלות בודדות מעל 100) בחימום איטי ומבוקר.

    מקווה שקיבלת תשובה לשאלתך