يلاحظ كثير من الناس حدوث صوت فرقعة قوي وتطاير الزيت عند سقوط قطرات ماء في زيت ساخن أثناء الطهي، وهي ظاهرة قد تبدو عادية لكنها في الواقع نتيجة تفاعل فيزيائي واضح. لفهم سبب هذا التفاعل، يجب التعرف على خصائص الماء والزيت الفيزيائية، مثل الذوبانية والكثافة ودرجة الغليان .

نقاط النقاش الفيزيائي التي تفسر هذه الظاهر 

إن حدوث الفرقعة يتطلب أربع أمور تتحقق في حالة  سقوط قطرات الماء في الزيت و هي : 

أن تكون المادة السائلة الساقطة  لاتذوب في السائل في الوعاء ، أن تكون كذلك  أثقل ، درجة غليانها أقل ، و كميتها  أقل  . و نناقش الأمور  ببساطة 

عدم ذوبانية الماء في الزيت

لا يذوب الماء في الزيت بسبب اختلاف طبيعة الجزيئات في كل منهما، فالماء مادة قطبية بينما الزيت مادة غير قطبية، ولهذا لا يحدث تجاذب يسمح بامتزاجهما. نتيجة لذلك يبقى الماء منفصلًا عن الزيت ويتحرك داخله على شكل قطرات مستقلة، مما يمهّد لحدوث التفاعل الخطير عند تسخين الزيت. 

و  هكذا لن تحدث فرقعة لو ألقينا قطرات زيت ذرة على زيت قطن مغلي لأنهما سيذوبان ببعضهما . 

الكثافة

يتميز الماء بكثافة أعلى من كثافة الزيت، ولذلك عندما يلامس الماء الزيت الساخن فإنه لا يبقى على السطح، بل ينزل مباشرة إلى أسفل المقلاة. هذا النزول السريع يجعل الماء يصل إلى المنطقة الأعلى حرارة، حيث يكون الزيت قد تجاوز بكثير درجة غليان الماء.

وهكذا لن تحدث فرقعة إن ألقينا قطرات من زيت عطري فوق الماء لأنه يطفو فوق السطح و كون تبخره أسهل  الأمر لا يتعدى فوران لطيف و لن تتطاير قطرات بشكل عنيف كحالة تجربتنا  ..  

فرق درجات الغليان

يغلي الماء عند درجة حرارة مئة درجة مئوية، بينما قد تصل درجة حرارة الزيت المستخدم في القلي "حسب نوعه"من مئة وخمسين درجة  إلى أكثر من مئتي درجة مئوية. 

عندما يصل الماء إلى قاع المقلاة، يتعرض فجأة لحرارة أعلى من درجة غليانه، فيتحول خلال لحظات قصيرة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.

وبناء على ذلك لو وضعنا الماء في زيت يغلي لن تحدث الفرقعة   لأن الماء لن يغلي ببساطة لأن درجة غليانه أعلى من الزيت العطري  

الحادث النهائي

عند تحول الماء إلى بخار، يحدث تمدد كبير في حجمه، إذ يشغل بخار الماء حجمًا أكبر بألف مرة  على الأقل من حجم الماء السائل. هذا التمدد المفاجئ يحدث أسفل طبقة الزيت، فيندفع البخار بقوة نحو الأعلى، دافعًا معه الزيت الساخن في جميع الاتجاهات، وهو ما نراه على شكل انفجار أو تطاير خطير للزيت.

تمدد الماء يفسر ببساطة بحسب قوانين الكثافة و الغازات فقطرة ماء كتلتها 0.1g  عشر غرام حجمها لا يتعدى 0.1mL  عند تحولها للغاز بدرجة حرارة حوالي 150 درجة مئوية سيبلغ حجمها  190mL  أي 1900 مرة زيادة في الحجم مما يشبه حدوث انفجار في داخل الزيت 

الخلاصة 

الماء لا يذوب بالزيت و كونه أثقل يغوص داخله و بالتالي يتسخن بالزيت المحيط ليغلي داخله مما يسبب تمدد كبير في الحجم يسبب الفرقعة  

المحاذير والمخاطر

يعد تفاعل الماء مع الزيت الساخن من التفاعلات الخطيرة، لأن الزيت المتطاير يكون شديد السخونة وقد يسبب حروقًا خطيرة. كما أن إضافة الماء إلى زيت مشتعل يؤدي إلى زيادة انتشار الحريق بدل إطفائه، لذلك يجب تجنب سكب الماء على الزيت الساخن أو المشتعل، والاعتماد على وسائل آمنة مثل إطفاء مصدر النار وتغطية المقلاة لقطع الأكسجين  .