988
3
Каждый раз, когда вода начинает закипать, она шумит. Почему так происходит?
Кипение – это процесс парообразования, которое происходит во всем объеме жидкости. Чтобы запустить его, нужен центр парообразования и постоянный источник тепла. Пузырьки с паром образуются вокруг центра под действием естественных факторов, то есть «слипания» газов и поиска оптимальной формы при связи молекул. Высокая температура способствует разделению молекул.
В чайнике первые признаки кипения можно увидеть на дне, то есть там, где температура выше всего. На дне появляются маленькие пузырьки, которые удерживаются у плоскости силами поверхностного натяжения. Затем быстродвижущиеся молекулы пара увеличивают размеры пузырьков, они отрываются и движутся вверх. Отрыв и становится одной из причин сильного шума из чайника.
Другая причина шума – это «схлопывание» пузырьков воздуха, которое происходит при поднятии их вверх. Из-за разницы температур воды и воздуха они лопаются. Частота звука во время процесса может достигать 1 тысячи герц. Чем ближе вода к моменту полного закипания, тем меньше она шумит. Так происходит из-за сокращения разницы температур и уменьшения числа выделяющихся и схлопывающихся пузырей.
Источник:
Ссылки по теме:
- Интересный пример, показывающий насколько велики реки на самом деле
- Физика — удивительная штука
- Удивительный круговорот чайников в природе
- 19 нереальных отражений, которые взбудоражат вашу фантазию
- Мощь и обаяние отечественных ГЭС
З.Ы. Запатентовать что ли?
Вода в вакууме вскипит без нагрева даже
"Кипение – это процесс парообразования, которое происходит во всем объеме жидкости."
Не во всем объеме, а в месте подвода теплоты, т.е. около дна.
"В чайнике первые признаки кипения можно увидеть на дне, то есть там, где температура выше всего. На дне появляются маленькие пузырьки, которые удерживаются у плоскости силами поверхностного натяжения."
На дне появляются пузырьки газа, который был растворен в воде. При повышении температуры воды растворимость в ней газов (азот, кислород и др.) уменьшается. Газы выделяются в пузырики у дна, где температура выше.
"Затем быстродвижущиеся молекулы пара увеличивают размеры пузырьков, они отрываются и движутся вверх. Отрыв и становится одной из причин сильного шума из чайника."
При кипении пузырьки тоже отрываются, но шума значительно меньше. Когда вода еще не кипит, но температура у дна 100 градусов, на дне образуются пузырьки пара. Они достаточно быстро увеличиваются в размерах, отрываются от дна и поднимаются вверх (архимедова сила выталкивания). Но температура остальной воды меньше 100 градусов. И пузырьки пара схлопываются. Этот процесс очень быстрый и шумный, можно сравнить с вакуумной бомбой, только масштаб значительно меньше. Вот схлопывающиеся пузырьки и создают основной шум. Когда вода по всему объему нагревается до 100 градусов, пузырьки перестают схлопываться и доплывают до поверхности. Шум уменьшается.
"Другая причина шума – это «схлопывание» пузырьков воздуха, которое происходит при поднятии их вверх."
Не воздуха, а пара. Воздух не схлопывается.
"Так происходит из-за сокращения разницы температур и уменьшения числа выделяющихся и схлопывающихся пузырей."
Вообще-то, вода закипает, и число пузырьков увеличивается. А вот схлопывается их, действительно меньше, некоторые до поверхности долетают. И из-за уменьшения разницы температур время схлопывания увеличивается. Т.е. они не схлопываются, а при всплывании уменьшаются в размерах
Оценку не поставил, но советую автору поучить матчасть.
Если смысл в абсолютной тишине, есть ограничение по времени "как обычный чайник", нельзя внутри прокачивать воду через нагреватель и т.п., то просто чайник должен выдерживать давление в 2-3, может больше атмосферы, это экспериментально (зависит от площади дна, скорости нагрева). Как это работает?
Наполнили водой, закрыли и подняли давление до необходимого внутри (неважно как, нагнетанием воздуха, сплющиванием чайника... ) и нагреваете до необходимой температуры, НО НЕ ДО КИПЕНИЯ (зеленый чай вообще рекомендую при 85 градусах заваривать :)), иначе взрыв. Потом расплющиваете и открываете, и... вуаля...
Пузырьков на дне тупо не будет выше одного и того же давления для одного и того же метода нагрева.
Как то так.
Речь, насколько я понял, идет о "стандартных" условиях. :)