Вода в моем электрическом чайнике производит наибольший шум за шестьдесят-девяносто секунд до того, как вода полностью закипит. Меня много раз обманывал шумный чайник, только чтобы обнаружить, что вода еще недостаточно горячая для чая. Чайник полностью закипит только после того, как шум стихнет .
Я заметил то же явление со многими другими чайниками, включая обычные чайники на кухонной плите; это не особенность этого электрочайника.
Почему кипение становится тише, когда вода достигает полного кипения?
Есть три явления, которые происходят перед сильным кипением воды, производящим звук.
1) Воздух, растворенный в воде, при нагревании образует мелкие пузырьки воздуха на дне емкости. Эти пузырьки воздуха высвобождаются со дна контейнера по достижении достаточного размера. Процесс выпуска производит звук частотой ~ 100 Гц.
2) При кипячении на дне емкости образуются маленькие пузырьки пара, а также при выпуске издается звук ~ 100 Гц. Однако они остывают, прежде чем достигают поверхности воды и разрушаются. Это схлопывание производит звук частотой ~ 1 кГц.
3) Схлопывающиеся пузырьки пара взбалтывают воду, высвобождая маленькие микропузырьки воздуха из воды, а также из воздуха, попавшего в паровой пузырь. Это производство микропузырьков воздуха производит звук ~ 35–60 кГц.
Я думаю, вы говорили либо о первом, либо о втором случае. Оба они происходят до того, как вы заметите сильное кипение воды и сможете их услышать.
На APHO 2008 была поставлена интересная задача, аналогичная вашему вопросу об оценке частот, которые я только что процитировал. Он также содержит ссылки на экспериментальное измерение этих частот. Надеюсь, вам будет интересно ее решить, чем мне ответить на ваш вопрос:
Теоретическая задача 1. Чайная церемония и физика мыльных пузырей
Вы также можете найти решения здесь, если вам нужна помощь в этом:
Вот ответ, который я получаю из Интернета. Google упрощает задачу.
Есть несколько участников шума, который вы слышите. Основная причина в том, что когда вода закипает, она превращается в пар, но только на дне кастрюли. Сначала пар не достигает поверхности воды, потому что охлаждается и снова конденсируется в жидкую форму.
Вы слышите эти ударные схлопывающиеся пузыри пара. Это немного похоже на эффект гидроудара в трубах. Когда пузырьки схлопываются, вода ударяется сама о себя и, будучи несжимаемой жидкостью, преобразует эту энергию в звуковые волны.
Когда пузырьки пара начинают выходить на поверхность, шум уменьшается. Когда весь пар выходит на поверхность, звук полностью прекращается.
согласно закону сохранения энергии, при условии, что
тепло используется для нагрева воды, что повышает ее температуру. Поскольку молекулы в жидкостях не очень прочно связаны, они начинают двигаться беспорядочно. это движение сначала вызывает коллапс, и оно отдает часть полученной энергии в виде звуковой энергии различной интенсивности/частоты, поскольку нет никаких других изменений, которые могли бы расходовать эту энергию. Слышны частоты, находящиеся в слышимом диапазоне. Далее, когда вода достигает своей теплоемкости, дальнейший нагрев заставляет ее молекулы покидать ее поверхность. Молекулярный звук прекращается, но другие механические свойства, привлекающие внимание, создают остальную часть звука.
Брент
Марк Доминус
Нильс Нильсен
Марк Доминус
Нильс Нильсен