Все мы знаем: когда чайник начинает гудеть или "бурчать", значит совсем скоро вода закипит. Но задумывались ли вы, почему? Поначалу кажется, что всё дело в пузырьках, которые поднимаются со дна и лопаются. Вроде логично, но на самом деле природа этого шума куда интереснее и немного сложнее. Мы попробовали разобраться и поделиться с вами.
История изучения этого явления уходит корнями в 1700-е годы, когда шотландский учёный Джозеф Блэк решил разобраться, что происходит с водой при нагревании. Он первым понял: шум кипящей воды - это не просто пузырьки, а целый набор процессов, связанных с молекулами, газами и температурой. И хотя его открытия были сделаны века назад, учёные XIX и XX веков подтвердили их и расширили.
Хотя мы еще со школы выучили, что вода - это просто H₂O, на деле в ней всегда есть примеси: растворённые газы вроде кислорода, азота и углекислого газа, а также жиры, кислоты и другие микрочастицы.
При нагревании вода становится более подвижной: молекулы начинают двигаться быстрее, и газы стремятся вырваться наружу. Пузырьки - это как раз скопления этих газов, которым внутри становится "тесно". Но вот незадача: вода ещё не вся прогрелась, и на пути к поверхности пузырьки сталкиваются с более холодными слоями.
Вот здесь начинается настоящая "физика в действии".
Когда пузырьки газа поднимаются со дна, под давлением холодных слоёв они начинают хлопаться. Именно этот момент создаёт характерный треск, бульканье и гул - частота этих звуков может достигать 1200 герц.
Кроме того, когда пузырёк отделяется от дна или стенки чайника, происходит мини-вибрация. Частота такого звука - еще около 100 герц. Это тоже добавляет шума.
Когда вода только начинает приближаться к 100°C, в ней как раз наблюдается максимум этих процессов: пузыри активно появляются, но ещё не могут свободно подниматься. Они срываются, схлопываются, сталкиваются и создают знакомый шум. А вот когда вода уже закипела по-настоящему, вся температура выровнена, и пузырьки спокойно поднимаются на поверхность. Поэтому шум утихает и слышно только равномерное бурление.
Так что когда вы слышите шум в чайнике, знайте: там происходит множество физических процессов - сложное взаимодействие температуры, газа и давления внутри воды.
