Кто шуршит в чайнике, когда он только начинает закипать?

Само по себе кипение – это процесс перехода вещества из жидкого агрегатного состояния в газообразное. В школе нас учили, что достаточно нагреть воду до ста градусов, затем она начинает кипеть и испаряться. На словах все просто, но на самом деле в чайнике происходит целая масса процессов, влекущих за собой закипание воды.

Разберем все по порядку. Для этого нам понадобятся некоторые законы физики.

Поджигая конфорку или включая чайник в сеть, мы тем самым запускаем процесс разогрева дна чайника. Вода у самого дна быстро разогревается и благодаря своей низкой теплопроводности не успевает передать тепло молекулам, находящимся выше.

Тут человек, хоть немного знающий физику, может возразить, что по закону Архимеда разогретая вода, имеющая меньшую плотность, начнет подниматься вверх. И он мог бы оказаться прав, если бы не одно но: энергия, подводимая в единицу времени к нижним слоям воды настолько велика, что вода не просто нагревается, она моментально испаряется! Вследствие этого у дна образуются небольшие шарики водяного пара.

А вот теперь процессом начинает управлять закон Архимеда. Шарики пара, имеющие плотность меньшую, чем у воды, начинают всплывать к поверхности, имея при этом свои начальные параметры: температуру и объём.

Далее подключаются газовые законы. При всплытии одновременно происходят два процесса: охлаждение пузырьков вышележащими слоями воды и уменьшение давления на их стенки с внешней стороны. Вследствие уменьшения давления пузырьки стремятся расшириться, а из-за уменьшения внутренней температуры сжаться.

В итоге «побеждает» сжатие, пузырек схлопывается и происходит характерный хлопок. Мы слышим шипение или шуршание из-за того, что таких пузырьков в каждый отдельный момент времени схлопывается большое количество и хлопки сливаются в шум.

Ближе к закипанию чайника шум утихает, так как описанный выше процесс постепенно прекращается. Теперь уже все пузырьки без охлаждения добираются до поверхности и лопаются уже там.

Вот мы и рассмотрели один из бытовых процессов, который у многих вызывает вопрос: «Кто шуршит в чайнике, когда он только начинает закипать?»