Процесс закипания воды всегда сопровождается шумом. Однако в одних чайниках он проходить тише, чем в других громче. Это может зависеть от многих факторов. А именно: от типа нагревательного элемента, материала из которого сделан корпус, от формы, от качества сборки прибора, от толщины дна, от мощности чайника и возможно еще от каких-либо особенностей той или иной модели. Замечено, что пластик немного (совсем чуть-чуть), но все-таки глушит звук, а металл нет; плоский нагреватель (не путать со скрытым) больше способствует тихой работе прибора, чем округлый, а мощный прибор быстрей нагреет воду, но при этом сильней шумит, чем маломощный. Однако не факт, что покупая чайник даже с учетом всех этих факторов, он окажется бесшумным.
Совершенно бесшумных чайников пока нет в наших магазинах. А найти не очень шумную модель помогут советы тех, кто уже пользуются той или иной моделью. Информация, которой делятся любители домашних чаепитий – всегда правдива (в отличие от рекламы в магазине). Ознакомившись с оставленными отзывами пользователей, я определила пять самых «тихих» электрочайников. Вот они:
Braun WK 300(2011)
Модель отличается не только тихой работой и еще целым рядом положительных характеристик. Прибор имеет мощность 2200 Вт, пластиковый корпус, закрытую спираль. Довольно большой объем воды (1,7л.) закипает всего за пять минут. Надежное европейское качество, красивый дизайн, удобная ручка. Модель оснащена многоступенчатой системой безопасности.
Прибор отключается:
- при закипании воды;
- при открытой крышке;
- при отсутствии воды;
- при снятии чайника с подставки.
Чайник оборудован фильтром от накипи, который легко можно извлечь и помыть.
Philips HD 4646 – самая продаваемая модель этой марки. Многие пользователи советуют купить, так как считают, что за совсем небольшие деньги вы приобретете идеальный фирменный чайник. Надежный, простой, объемный (1,5 л.), мощный (2400 Вт), быстро кипятит и без лишнего шума.
– этот маленький изящный чайник (всего на пол литра воды) и небольшой мощности (всего 600 Вт) совершенно не будет раздражать вас шумом. Его можно использовать и стационарно, и как дорожный вариант. В комплекте прилагаются две дорожные чашечки. Легкая по весу модель сделана из качественного пластика, имеет закрытую спираль, очень удобна в использовании.
–для данной модели характерно: объем 1,6 л, мощность 2200 Вт, закрытый нагреватель (диск), съемный фильтр от накипи. Корпус чайника изготовлен из высококачественной нержавеющей стали с декоративным эмалевым покрытием. Яркая подсветка шкалы уровня воды дополняет оригинальный дизайн. Отличная модель для настоящих эстетов и уровень шума не будет никого смущать.
– еще одна модель нешумного миниатюрного, но вполне достойного электрочайника. Объем 0,600 л, мощность 700 Вт, закрытая спираль (диск), комбинированный корпус выполнен из металла и пластика. Один из тех экземпляров, с которым можно путешествовать.
Единственный прибор, который может закипятить воду практически бесшумно – это термопот. По сравнению с электрочайником термопот значительно дольше доводит воду до кипения. А при очень медленном процессе закипания и шума будет поменьше. К тому же и термоизоляция (двойные стенки), свойственная термопотам, отлично поглощает звук. Но проблема в том, что многим нужен именно электрочайник, а не термопот с его медленным кипячением и последующим режимом поддержания температуры.
Пожалуйста, оцените статью:
ГЛАВНАЯ » РЕШЕБНИК
2014-05-31
Почему чайник шумит сильнее перед тем как закипеть?
Решение:
Перед закипанием в наиболее горячих областях чайника, например около стенок, начинают образовываться пузырьки пара. Однако в результате соприкосновения с более холодными массами воды температура стенок пузырьков может оказаться недостаточной для создания в пузырьках атмосферного давления. Поэтому только что образовавшиеся пузырьки схлопываются, что и вызывает сильный шум.
Вы никогда не думали над тем, что же издает звуки при закипании чайника?
Если хорошо подумать, то можно догадаться.
Почему чайник шумит при нагревании?
А лучше всего сразу пойти и посмотреть в чайник — мы увидим поднимающиеся пузырьки воздуха, которые в конце своего пути лопаются и издают звук.
А откуда берутся эти пузырьки?
Допустим, что у нас обычный электрический чайник, который нагревает воду с помощью тока, нагревающий спирали снизу чайника. Поэтому на дне чайника очень высокая температура, которая выше, чем вверху сосуда. Из-за этого внизу образуются пузыри, которые образуются при кипении. После того, как вода сильно нагревается, пузыри отделяются от дна чайника и плывут наверх, где уменьшаются, пока не лопнут.
Позже мы не слышим схлопывания, потому что температура в чайнике очень большая. Чайник кипит, и мы слышим только бульканье, так как эти пузырьки становятся очень большие от нагрева и их становится намного больше.
Может быть, конечно, это происходит из-за соприкосновения горячего с холодным, и когда вода сильно нагревается, звук становится меньше. Но ведь мы все равно слышим бульканье!
Кстати, не нужно забывать, что звуки затухают в объеме комнаты, и что наше ухо воспринимает низкие и высокие частоты по-разному и из-за этого шум становится менее заметным при нагревании.
В заключение скажу: «Какая разница, как там булькает, главное, чтобы чай был вкусный!»
Оценка: 3
Уникальность: 97 %
Дата публикации: 30.03.2012 19:41
Фактрум предупреждает: несмотря на то, что это очень важно знать, этому не обучают в школе. Когда вода закипает, ее состав меняется, что совершенно нормально: летучие компоненты превращаются в пар и улетучиваются. Таким образом, кипяченая вода безопасна для питья.
Но когда вода закипает повторно, всё меняется в худшую сторону:
Кипяченая вода полностью лишена вкуса. Если ее перекипятить несколько раз, она становится очень-очень невкусная. Некоторые могут возразить, что сырая вода тоже не имеет вкуса. Отнюдь. Проведите маленький эксперимент.
Через опредёленные промежутки времени попейте воды из-под крана, профильтрованной воды, кипяченной один раз и кипяченной много раз. Все эти жидкости будут иметь разный вкус.
Жизнь кипит
Когда вы выпьёте последний вариант (кипяченную много раз), то во рту останется неприятное послевкусие, какой-то металлический привкус.
Кроме того, если вы решили повторно прокипятить воду, то обращайте внимание на то, как много времени прошло с процесса прошлого кипячения. Если прошло достаточно долгое время, то воду лучше слить и залить в чайник свежей воды. Дело в том, что в стоялой воде быстрее развиваются различные вредные микроорганизмы, да и больше попадает пыли и другого мусора.
Итак, несколько полезных советов:
- для кипячения каждый раз наливайте свежую воду;
- не кипятите жидкость повторно и не доливайте в ее остатки свежую;
- перед тем как воду прокипятить, дайте ей постоять несколько часов, чтобы тяжёлые вещества осели на дно;
- налив кипяток в термос (для приготовления лекарственного сбора, например), закрывайте его пробкой через несколько минут, не сразу.
Читайте также: Вот почему мы должны начинать работу или учёбу не раньше 10 утра
Понравился пост? Поддержи Фактрум, нажми:
www.propochemu.ru . 17.11.2015
uForum.uz > ТЕМАТИЧЕСКИЕ ФОРУМЫ > Разминка для мозгов > Почему шумит чайник
Просмотр полной версии: Почему шумит чайник
09.03.2011, 10:42
Alexander Sofyenkov
09.03.2011, 10:48
Почему шумит чайник с водой перед самым закипанием и шум резко спадает в момент закипания? Какие процессы создают такой шум? Одгадку не спрашивайте… я ее не знаю, могу только предполагать.
У нагретого дна чайника вода превращается в пар, пузырики с паром поднимаются вверх. Но не достигнув поверхности, пар остывает, пузырики схлопываются.
Отсюда и шум.
Весь процесс можно подглядеть в стеклянном чайнике.
09.03.2011, 10:53
Alexander Sofyenkov
09.03.2011, 11:04
Но не достигнув поверхности, пар остывает, пузырики схлопываются. Отсюда и шум.Так почему шум? Схлопываются — это же не лопаются.Тем более, что схлопываются также равномерно как и появляются. Кстати, при нагреве воды в кастрюле (без крышки) такого звука нет, а при Вашем объяснении звук не должен был бы пропасть.
Может, гидродинамические и акустические характеристики чайника как-то влияют 🙂
Надо понаблюдать
Evgeniy Sklyarevskiy
09.03.2011, 11:38
в кастрюле (без крышки) такого звука нет Значит все дело в носике!
09.03.2011, 11:45
Схлопываются — это же не лопаются.
09.03.2011, 11:52
Вы в ладоши похлопайте, и подумайте, откуда шум. Когда я ладоши прижимаю — шума нет (это соответствует обратной абсорбции пара в воду), а если и есть — то от вырывающегося воздуха,вырывающегося из ладошет (а у нас вырывающегося пара нет — давление пара не ниже давления воды на стенки пузыря). Так?
Значит все дело в носике!
Почему чайник при включении шумит, потом замолкает, а потом шумит уже до закипания?
Может быть… а что затавляет носик свистеть, когда вода не кипит и что мешает носику свистеть сильнее, когда пар валом идет при кипении?Надо понаблюдать Понаблюдайте. Вроде б куда проще процесс парообразования, да мы и тут толком ничего не знаем.
09.03.2011, 13:02
Так почему шум? Схлопываются — это же не лопаются.Тем более, что схлопываются также равномерно как и появляются.
При схлопывании происходит кратковременное локальное изменение давления — суть та же звуковая волна. Это не единственный пример — по той же причине при разбивании лампы накаливания звон сопровождается ясно слышимым хлопком. Равномерность появления и лопания пузырьков относительная — между схлопываниями проходит некоторое время, продолжительность этих промежутков разная, но хорошо укладывается в некоторые рамки. Результат — самый настоящий "белый шум", "голос" хаоса.
Вы в ладоши похлопайте, и подумайте, откуда шум.
А как звучит хлопок одной ладони?
09.03.2011, 16:15
Это не единственный пример — по той же причине при разбивании лампы накаливания звон сопровождается ясно слышимым хлопком.Антон. Тут ситуация другая. Пар собирается в пузырек и обратно превращается в воду прилипая к более холодной воде. Избыточного давления вообще нет. Лопается/схлопывается шарик абсолютно равномерно в течение относительно длительного времени, сравнимого со временем жизни пузырька.
09.03.2011, 20:09
Избыточного давления вообще нет.
Есть 🙂 Только не избыточное, а наоборот — отрицательное, так как при конденсации пара пузырёк оказывается ничем не заполнен. Он схлопывается, отсюда и звук.
Alexander Sofyenkov
10.03.2011, 01:02
Нашёл интересную статью про кипение воды: http://www.t-z-n.ru/prehme/int_boiling.html
10.03.2011, 01:43
Только не избыточное, а наоборот — отрицательноеТак процесс растворения пузырька непрерывный, откудова вдруг образоваться пустоте без давления? Вот в чем вопрос.
11.03.2011, 13:51
Пузырики пара путешествуют от горячего дна к холодным верхним слоям и становятся водичкой, схлопываясь с большой скоростью и образованием звуковых волн. Шум будет как в чайнике, так и в кастрюле.
Перемещаясь в область с более высоким давлением, пузырек кавитирует, захлопывается, излучая ударную волну. «Кавитирование» происходит как результат резкого понижения давления в жидкости. Именно это разрушает поверхность насосов гребных винтов, гидротурбин. Благодаря «кавитированию» в стиральных машинах получается бережная стирка да и чистить предметы старины более удобно..
11.03.2011, 14:45
Пузырики пара путешествуют от горячего дна к холодным верхним слоям и становятся водичкой, схлопываясь с большой скоростью и образованием звуковых волн.Есть подтверждение?Шум будет как в чайнике, так и в кастрюле. У Вас в казане шурпа перед закипание шумит?
11.03.2011, 14:48
Почему шумит чайник с водой перед самым закипанием и шум резко спадает в момент закипания?
А вы сами на комфорку сядьте… тоже небось молча это не получится…. 🙂
А если серьезно, то шумит и электрический чайник тоже.
Я думаю что это происходит из-за нагрева спирали (тэна) и быстрого разогрева воды возле него. В случае газа — разогревается метал на боковинках чайника, и капельки пара и пленочка воды, смачивающая боковинки быстро испаряется (эффект почти такой же как если капнуть воду на раскаленный металл)….
т.е это локальное кипение маленьких капелек воды. А когда вода закипает уже по всему объему, то испаряется она вся равномерно…
11.03.2011, 15:23
Такие безаппеляционные доводы:Пузырики пара путешествуют от горячего дна к холодным верхним слоям и становятся водичкой, схлопываясь с большой скоростью и образованием звуковых волн.Есть подтверждение? Математическая модель?Шум будет как в чайнике, так и в кастрюле.У Вас в казане шурпа перед закипание шумит?
14.03.2011, 11:41
А оно кому надо то? Вопрос в чем? Почему шумит чайник? Разве обязательно математически моделировать, чтобы объяснить почему?
Попробуй *** подтверждения сделать слелдцующие опыты:
1. Нагревай чайник с различным количеством воды: от 200 мл до 1,5 л.
В начале нагревания несколько секунд чайник не издает звук; затем появляется
и нарастает шум, который достигнув своего максимума, начинает стихать и
сменяется бульканьем кипящей воды.
Количество воды не влияет на интенсивность звука, но чем больше воды,
тем продолжительней каждый из шумовых периодов (тишина, нарастающий и
угасающий шум, бульканье).
2. То же самое, но с открытой крышкой.
Характер изменения шума такой же (тишина, нарастающий и
угасающий шум, бульканье), но: во-первых, шум стал громче, во-вторых, при том
же количестве воды продолжительность второго этапа увеличилась.
Шум появляется вместе с мелкими пузырьками на тэне чайника, которые,
оторвавшись от тэна, не достигают поверхности воды, а «растворяются» в ней.
3. Помести внутрь чайника, на нагревающий элемент полый предмет (стеклянная
бутылка).
Сила звука уменьшится, характер шума не изменится..
4. Зажми чайник между двух деревянных плашек.
Результат опыта совпадает с результатом опыта №2.
Гипотеза 1.
При включении нагревающий элемент чайника
начинает интенсивно нагревать нижние слои воды, с
выделением мелких пузырьков пара. Пузырьки пара
начинают подниматься и, соприкоснувшись с еще не
нагретой массой воды, конденсируются. В результате
мгновенной конденсации происходит многократное «схлопывание» мелких пузырьков пара,
которое порождает вибрацию воды и, как следствие,
шум. Нарастание шума в начале опытов объясняется
увеличением количества пузырьков – прилежащий к
тэну слой воды начинает прогреваться. Объяснением
затихания является то, что температура воды в чайнике
повышается и процесс конденсации пара в воде
замедляется, а вода начинает кипеть.
Подтверждение этой гипотезы:
Появление шума вместе с пузырьками на тэне чайника;
Уменьшение шума при нагревании воды в чайник;
Уменьшение шума при установке на тэне пустой стеклянной бутылки –
уменьшилась площадь соприкосновения тэна с водой.
Корпус чайника нельзя считать источником шума, т.к:
С открытой крышкой чайник шумит сильнее, а зажатый в «тиски» чайник
шумит не меньше, т.е. корпус служит и для звукоизоляции.
Окончательным подтверждением гипотезы послужит нагревание воды в том
же чайнике, но с уменьшенной мощностью нагревающего элемента.
Поэкспериментируй с его тэном.
Выводы:
Количество воды в чайнике влияет на скорость закипания: чем больше воды,
тем дольше ждать кипения;
Закрытая крышка сохраняет тепло в чайнике, и вода закипает быстрее;
Чайник шумит меньше, если в нем подогревают еще не остывшую воду.
Вода в кастрюле перед закипанием у меня шумит, а у Вас? 🙂
14.03.2011, 18:59
Вода в кастрюле перед закипанием у меня шумит, а у Вас?Я воду кипячу иногда в казане и казан не шумит. А чайник шумит … даже с открытой крышкой 🙂
Evgeniy Sklyarevskiy
15.03.2011, 00:13
Я воду кипячу иногда в казане и казан не шумит. А чайник шумит … даже с открытой крышкой А если к казану носик припаять? Какие прогнозы?
15.03.2011, 08:58
А если к казану носик припаять? Какие прогнозы? Шуметь не будет… тут всеж вопрос в температуре поверхности, соприкасающейся с водой. У казана она ниже, так как чугун толстый, а у жестяной кастрюли выше, так как жесть тоньше. Говорю же без математической модели с пузырьками не разобраться 🙂
15.03.2011, 14:03
У казана она ниже, так как чугун толстый, а у жестяной кастрюли выше, так как жесть тоньше.а мне казалось, что разница в площади поверхности. Чугун все-равно прогреется, но площадь соприкосновения у казана больше и "объемнее" что-ли… соответственно нагревается жидкость по бОльшему объему, и разница в температуре у нижних и верхних слоев воды — меньше.
15.03.2011, 14:30
и "объемнее" что-ли…Может быть и так. За счет толстой стенци тепло лучше перераспределяется от дна до краев… но тогда должен был бы "шуметь" большой казан для плова, но он тоже не шумит.
15.03.2011, 17:09
А что для Вас является шумом? Сколько дб? 🙂
что произойдет если ту-же воду в чайнике прокипятить в вакууме?
28.03.2011, 11:40
что произойдет если ту-же воду в чайнике прокипятить в вакууме? У меня горелка газовая — в вакуме не горит.
Ввиду отсутствия мыслей фонтанирует что-то, что принимают за остроумие
Шум возникает в условиях высокого градиента температуры воды. В тонкостенных и электрических чайниках такая ситуация типична, а казане — нет.
28.03.2011, 16:09
фонтанирует что-то, что принимают за остроумиеЗдесь сказали что-то веселое?
Где?Шум возникает в условиях высокого градиента температуры воды. В тонкостенных и электрических чайниках такая ситуация типична, а казане — нет. С этим согласен, но сразу уж лучше было все уточнить. Например в сковородке тонкостенной (вок, например) звук бы появился? Ответ и да и нет — зависит от других физических параметров. Для появления звука перед кипением нужна комбинация из:
вывод: не в каждом чайнике и не всегда вода перед кипением шумит — тут дело не в форме носика, а в количестве воды и конструкции чайника. Если, например, в керамический чайник положить кипятильник, то по получившейся теории вода шуметь перед закипанием не должна.
28.03.2011, 20:46
фонтанирует что-то, что принимают за остроумиеЗдесь сказали что-то веселое? Где?Шум возникает в условиях высокого градиента температуры воды. В тонкостенных и электрических чайниках такая ситуация типична, а казане — нет. С этим согласен, но сразу уж лучше было все уточнить. Например в сковородке тонкостенной (вок, например) звук бы появился? Ответ и да и нет — зависит от других физических параметров. Для появления звука перед кипением нужна комбинация из:
1) тонкого и желательно плоского дна (для высокой теплоотдачи от горелки к воде);
2) высокой стенки сосуда (потому и плоского дна), для того, чтобы вода в верхних слоях нагревалась только за счет конвекции теплой воды, но не от стенок — по этой причине каза и не подходит — теплоотдача идет и от стенок казана и звук не появляется.
3) Достаточное количество воды в сосуде, чтобы нагрев верхних слоев значительно отставал от нижних.
Т.е. вывод: не в каждом чайнике и не всегда вода перед кипением шумит — тут дело не в форме носика, а в количестве воды и конструкции чайника. Если, например, в керамический чайник положить кипятильник, то по получившейся теории вода шуметь перед закипанием не должна.
Не должна по-Вашему, а ведь шумит. Может дело в кавитации?
vBulletin® v3.8.5, Copyright 2000-2018, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Сегодня поговорим об электрических чайниках, точнее о связанных с ними домыслах и заблуждениях.
В комментариях вы можете написать свое мнение.
Миф 1. Вода в чайнике во время кипячения насыщается вредными веществами
Это справедливо только для продукции самого низкого качества. Если же корпус электрочайника выполнен из высококачественного материала, опасности нет никакой. Наиболее экологичными в этом плане являются стекло и керамика, по сути своей не способные вступать в химические реакции. Причем вопреки бытующему мнению современные стеклянные чайники весьма прочны и устойчивы к повреждениям.
Но надежнее керамических и стеклянных электрочайников их металлические собратья. Металлические изделия более долговечны, а качественная нержавеющая сталь также не выделяет никаких вредных составляющих при нагревании (прим.: кстати, сейчас на рынке посуды очень много некачественной импортной нержавейки – производители и менеджеры о здоровье потребителя не думают – см. наши статьи про посуду. Но чайников это касается меньше, т.к. в них с нержавейкой соприкасается просто вода, а не кислая среда, как в кастрюлях).
Что же касается пластиковых моделей, то для их производства, теоретически, должен использоваться только безопасный пищевой пластик, срок годности которого составляет около 3-х лет. На наш взгляд, металлические и стеклянные электрочайники все же предпочтительнее пластмассовых, т.к. пластификаторы хоть и в малых дозах, но постепенно переходят в воду.
Почему электрич. чайник начинает шуметь, как только в нем появится накипь?
А после истечения этих 3-х лет прибор уж точно лучше заменить новым. На сайтах магазинов представлен большой ассортимент электрических чайников разных моделей, поэтому если ваше изделие нуждается в замене, просто зайдите и выберите новое подходящее устройство.
Миф 2 (это не миф, а правда – прим. редакции). Электрочайники могут стать причиной пожара
Современные чайники обладают мощностью 2-2.5 кВт и рассчитаны на стандартную проводку, иногда можно встретить модели на 3 кВт, которые можно использовать только в том случае, если проводка находится в идеальном состоянии. Использование последнего вида изделий при недостаточно качественной проводке как раз и может стать причиной короткого замыкания. Единственное, что стоит отметить – замыкание из-за некачественной проводки может возникнуть при использовании любого электроприбора – не только чайника. В любом случае, с электрочайниками стоит быть осторожнее.
Миф 3. В электрочайниках с “позолоченной” спиралью накипь не образуется
“Позолота” на спирали изделия – нитрид титана. Это соединение, устойчивое к действию разнообразных химических веществ и защищающее спираль только от коррозии. Защита же от накипи обеспечивается использованием очищенной или родниковой воды, а также приобретением чайников, оборудованных встроенными фильтрами. Лучше не покупать чайники с “позолоченной” спиралью, так как “позолота” постепенно переходит в потребляемую вами воду, и ничего хорошего в этом нет.
Миф 4. В электрическом чайнике нельзя нагревать небольшое количество воды
При наличии у прибора функции автоотключения при закипании и работы без воды, в нем можно смело греть воду для одной чашки. Нужно только следить, чтобы жидкость полностью покрыла нагревательный элемент.
Миф 5. Электрочайники пригодны для разогрева супа и кипячения молока
Кто из первых пользователей электрических чайников не пытался варить в них пельмени, сосиски или подогревать суп? Помните результат? А еще помните, что в руководстве к любому изделию сказано, что в него нельзя помещать ничего, кроме воды, поскольку частички пищи могут пристать к нагревательному элементу, а расширившаяся жидкость выдавить крышку прибора? Аналогично этому не стоит применять газированную воду для чистки чайника от накипи. Наши пытливые умы давно выяснили, что те же “Кока-Кола” или “Спрайт” содержат в составе ортофосфорную и лимонные кислоты, которые растворяют налет. Однако наряду с ними там присутствуют еще и красители с подсластителями, легко въедающиеся в покрытие нагревательного элемента и внутреннюю часть корпуса приборов.
Ежедневно на сотнях миллионов кухонь по всему миру несколько раз в сутки кипит вода. И каждый человек хоть раз в жизни задавался вопросом: «почему перед закипанием возникает шум?». Кто-то сразу вспоминает школьную программу и в памяти всплывает необычное слово «кавитация».
«Какие-то пузырьки лопаются – поэтому и шум», – услужливо подсказывает подсознание. Но точный ход процесса мало кто помнит. И, тем более, мало кто знает, что шум создают одновременно два явления.
Что такое кипение?
Что такое кипение? Есть четкое определение: «Кипение – парообразование, которое происходит одновременно во всем объеме жидкости». Для запуска процесса обязательно соблюдение следующих условий:
- Наличие центров парообразования;
- Постоянный подвод тепла;
Достижение жидкостью определенной температуры, называемой температурой кипения.
Почему в кипящей воде образуются пузырьки пара?
Центры парообразования, вокруг которых начинают появляться пузырьки – это мелкие трещинки, жирные пятна, твёрдые частицы – пылинки. Они задерживают небольшие объемы воздуха, а жидкость запирает воздух до начала кипения. Также в воде содержатся растворенные газы: кислород, азот, углекислый газ. Связи между молекулами газа и молекулами воды слабые и при нагревании быстро рушатся. Когда растворенный газ высвобождается, то давление воды заставляет его принять наиболее энергоэффективную – сферическую форму. Получаются пузырьки.
После выделения газа, высокая температура приступает к разделению молекул жидкости. Образовывается пар, который выделяется внутрь уже сформированных пузырьков. Так начинается процесс кипения.
Причины шума при закипании
Первые признаки кипения можно наблюдать у дна чайника – там наибольшая температура, именно там появляются первые пузырьки. Каждый из них содержит газ и насыщенный пар. Пока пузырек маленький, он удерживается силами поверхностного натяжения. Затем быстро движущиеся молекулы воды, которые образуют пар, накапливаются внутри пузырька и он начинает увеличиваться. Отрыв происходит в тот момент, когда сила Архимеда, выталкивающая пузырек, становится больше сил натяжения, удерживающих его. Пузырек освобождается и устремляется к поверхности
Отрыв вызывает колебания жидкости. Именно эти колебания являются первой причиной шума при кипении . Можно оценить частоту получаемого звука. Она обратно пропорциональна времени, которое требуется пузырьку, чтобы оторваться от дна. Время же характеризует силу колебания, вызываемого отрывом.
Расчёты показали, что среднее время отрыва порядка 0,01 секунды, а значит частота звука около 100 Гц. Именно эти данные позволили ученым понять, что существует какая-то ещё причина шума при кипении чайника. Ведь реальная частота звука была измерена и оказалась на порядок больше рассчитанной.
Открытие двойственной природы шума было сделано шотландским ученым Джозефом Блэком. Это произошло в 18 веке, во время его работы в университете Эдинбурга.
Основной источник шума при закипании воды
Именно Джозеф Блэк первым исследовал процесс кипения и установил источник дополнительного шума. Он обнаружил, что не все пузырьки отрываясь от дна и стенок достигают поверхности. А в самом начале процесса закипания ни один пузырек не достигает поверхности – они пропадают в толще воды.
Явление так заинтересовало ученого, что он провел несколько бессонных ночей, пытаясь обнаружить причину исчезновения пузырьков. Исследования помогли сделать правильный вывод. Ответ оказался прост – разница температур. В начале своего движения пузырьки находятся в самой горячей части сосуда. Давление насыщенных паров позволяет им сохранять сферическую форму.
Изменение звука при кипячении воды
При движении вверх, пузырьки попадают в более холодные слои. Пар начинает конденсироваться, давление внутри падает. В какой-то момент он больше не может удерживать форму и схлопывается. Явление образования, отрыва и схлопывания пузырьков во время кипения назвали «кавитация» . Были проведены необходимые расчёты, которые показали – частота звука при схлопывании близка к значению 1000 Гц. Данные соответствуют экспериментально измеренным параметрам. По мере нагрева жидкости, пузырьки перестают схлопываться и уровень шума меняется. Частота звука заметно понижается. Вскоре, уже все без исключения пузырьки достигают поверхности. Шум стихает, возникает «бульканье».
Рождение, отрыв, всплытие и лопанье пузырьков – физическое явление, которое каждый день видят миллионы людей. Но кипение сложнее, чем кажется поначалу. Можно выделить два процесса: кавитацию и колебание жидкости во время отрыва пузырька. Характерный звук вызывают оба, но акустический эффект одного легко отличить от другого. По шуму можно без труда определить, когда вода в чайнике нагрелась до нужной температуры.
