Чому чайник шумить, коли починає закипати

Кожен день мільйони людей на планеті Земля наповнюють чайник водою і кип’ятять. Кожен з тих, хто так робив у своєму житті, хоча б раз задавався питанням без відповіді: чому чайник перед закипанням починає шуміти? Ті, хто добре вчив у школі фізику, можливо навіть згадують таке страшне слово, як «кавітація», ось тільки навряд чи хтось пам’ятає деталі цього процесу.

Всьому виною бульбашки. /Фото: onlinetrade.ru.

Для кращого розуміння питання в першу чергу слід згадати, що таке кипіння в принципі. Даний процес є пароутворення, яке одночасно відбувається в усьому об’ємі рідини. Для його запуску необхідно наявність центру пароутворення, а також постійний джерело досить тепла рівня. Бульбашки з парою утворюються навколо згаданих центрів. Вони утворюються під дією природних факторів – «злипання» газів та пошуку оптимальної форми зв’язку молекул. Це відбувається в тому числі тому, що висока температура сприяє поділу молекул.

Справа також в різниці температур. /Фото: ronin.ru.

Перші ознаки кипіння завжди будуть спостерігатися там, де вище температура. У випадку з чайником – це його дно. Там почнуть з’являтися першим бульбашки. Поки маленький пухирець, він буде утримуватися у площині силами поверхневого натягу. Однак, быстродвижущиеся молекули пари швидко збільшать його розмір і це призведе у відриву, і руху вгору. Саме відрив і створює у воді додаткові коливання, які і стають причиною шуму з чайника. Так, середній час відриву бульбашок в киплячій воді становить 0.01 секунди і супроводжується 100 Гц звуку.

Це стосується не тільки чайника. /Фото: klevo.net.

Однак це не єдина причина. Шум також створює «схлопування» бульбашок повітря, яке закономірним чином відбувається при піднятті їх вгору. Бульбашки потрапляють під дію різниці температур (води і повітря) і лопаються. Частота звуку виходить при схлопуванні може досягати 1 тисяч Гц. При цьому, чим ближче вода до моменту повного закипання, тим менший шум. Пояснюється це скороченням різниці температур і (відповідно) зменшенням числа виділяються, а також схлопывающихся бульбашок.

Але найкраще чути саме з електрочайника. /Фото: zapletkaidey.blogspot.com.

Тепер кожен розуміє, що процес кипіння рідини куди складніше, ніж здається на перший погляд. Шум, яким воно супроводжується, з’являється завдяки природним попутним фізичним проявів. До речі, завдяки рівню шуму з чайника або каструлі можна легко судити про те, як вода близька до абсолютного кипіння.

В продовження теми10 дивних історій, які пов’язані з ядерними випробуваннями в XX столітті і не тільки.
Источник