Кто шуршит в чайнике, когда он только начинает закипать?

Если поставить чайник на огонь, то в самом начале кипения он начинает шуметь. Что характерно, после того, как вода, наконец, закипает, шум прекращается. Вернее, его характер изменяется, мы начинаем слышать бурление воды и свист пара, вырывающегося из носика чайника. В чем дело?

Как это часто бывает, за наивным вопросом скрывается сложное природное явление. Оно называется кавитацией.

Однако, к делу. Вода, как известно, плохой проводник тепла. Мы поставили чайник на огонь. Тот слой воды, который находится у горячего дна чайника, очень быстро нагревается до температуры кипения, в то время, как слои, находящиеся выше, еще достаточно холодные. В придонном слое образуются пузырьки пара, они отрываются от дна и поднимаются в более холодные верхние слои. Здесь пар в пузырьке охлаждается и конденсируется обратно в воду. В пузырьке образуется вакуум, под давлением окружающей жидкости, он "схлопывается", производя характерный звук. Множество хлопков "умирающих" пузырьков мы воспринимаем как тот самый шум закипающего чайника. А схлопывание пузырьков - это и есть кавитация.

Одновременно в чайнике начинается перемещение горячей, более легкой, воды вверх. Холодная же вода опускается вниз. Такое потоковое движение называется конвекцией. Именно благодаря возникшему интенсивному перемешиванию вода в чайнике нагревается за несколько минут. В космическом корабле, в невесомости, это было бы невозможно.

После того, как благодаря конвекции вода прогрелась до температуры кипения по всему объему чайника, схлопывание пузырьков пара прекращается. Теперь они достигают поверхности воды и лопаются там. Но это уже совсем другая "мелодия".

Кавитация - явление многоликое. Пузырьки возникают и схлопываются при быстром перемешивании жидкости. Кавитация может приносить вред, например, разрушать гребные винты судов. Кавитация может приносить пользу, например, разрушая куски породы в процессе обогащения полезных ископаемых. Но об этом как-нибудь в другой раз. А пока будем пить чай. Несите чайник, он уже кипит. Слышите?