Почему чайник шумит

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.

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.

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.

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.

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

в кастрюле (без крышки) такого звука нет Значит все дело в носике!

Схлопываются — это же не лопаются.

Вы в ладоши похлопайте, и подумайте, откуда шум.

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.

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?

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.

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.

Нашёл интересную статью про кипение воды: http://www.t-z-n.ru/prehme/int_boiling.html

Только не избыточное, а наоборот — отрицательноеТак процесс растворения пузырька непрерывный, откудова вдруг образоваться пустоте без давления? Вот в чем вопрос.

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..

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?

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…

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?

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? 🙂

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 🙂

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?

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 🙂

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.

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.

А что для Вас является шумом? Сколько дб? 🙂

что произойдет если ту-же воду в чайнике прокипятить в вакууме?

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.

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.

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?