Setiap hari, beratus-ratus juta makanan di seluruh dunia merebus air beberapa kali sehari. Seseorang segera mengingati kurikulum sekolah dan perkataan "peronggaan" yang tidak biasa muncul dalam ingatannya.
"Sebilangan gelembung meletup - dan oleh itu bunyi bising," kata bawah sedar membantu. Tetapi hanya sedikit orang yang mengingati proses yang tepat. Dan, lebih-lebih lagi, hanya sedikit orang yang tahu bahawa bunyi dibuat secara serentak oleh dua fenomena.
Apa yang mendidih?
Apa yang mendidih? Terdapat definisi yang jelas: "Mendidih adalah pengewapan yang berlaku secara serentak pada keseluruhan isi padu cecair." Untuk memulakan proses, syarat berikut mesti dipenuhi:
- Kehadiran pusat pengewapan;
- Input haba berterusan;
Cecair mencapai suhu tertentu, yang disebut titik didih.
Mengapa buih wap terbentuk dalam air mendidih?
Pusat pengewapan, di mana gelembung mulai muncul, adalah retakan kecil, bintik berminyak, dan zarah pepejal - zarah debu. Mereka memerangkap sejumlah kecil udara, dan cairan itu memerangkap udara sehingga ia mulai mendidih. Air juga mengandungi gas terlarut: oksigen, nitrogen, karbon dioksida. Ikatan antara molekul gas dan molekul air lemah dan cepat runtuh semasa pemanasan. Apabila gas terlarut dilepaskan, tekanan air memaksanya untuk mengambil bentuk sfera yang paling cekap tenaga -. Ternyata buih.
Selepas evolusi gas, haba mula memisahkan molekul cecair.Bentuk wap, yang dilepaskan di dalam gelembung yang sudah terbentuk. Oleh itu, proses mendidih bermula.
Punca bunyi mendidih
Tanda-tanda pertama mendidih dapat dilihat di bahagian bawah cerek - ada suhu tertinggi, di sinilah gelembung pertama muncul. Masing-masing mengandungi gas dan wap tepu. Walaupun gelembung kecil, ia ditahan oleh tegangan permukaan. Kemudian, molekul air yang bergerak pantas yang membentuk wap terkumpul di dalam gelembung dan ia mula meningkat. Detasmen berlaku pada saat kekuatan Archimedes menolak gelembung menjadi lebih besar daripada kekuatan tegangan yang menahannya. Gelembung dilepaskan dan bergegas ke permukaan
Detasmen menyebabkan cecair bergetar. Getaran ini adalah penyebab pertama bunyi mendidih.. Anda dapat menganggar frekuensi bunyi yang diterima. Ini berbanding terbalik dengan waktu yang diperlukan gelembung untuk melepaskan diri dari bawah. Walau bagaimanapun, masa mencirikan kekuatan ayunan yang disebabkan oleh pemisahan.
Pengiraan menunjukkan bahawa masa pemisahan rata-rata adalah sekitar 0.01 saat, yang bermaksud bahawa frekuensi suara adalah sekitar 100 Hz. Data-data inilah yang memungkinkan para saintis memahami bahawa ada sebab lain untuk kebisingan ketika cerek mendidih. Bagaimanapun, frekuensi suara yang sebenar diukur dan berubah menjadi urutan besarnya lebih besar daripada yang dikira.
Penemuan dua jenis kebisingan dibuat oleh saintis Scotland Joseph Black. Ini berlaku pada abad ke-18, semasa dia bekerja di University of Edinburgh.
Punca kebisingan utama ketika mendidih air
Joseph Black pertama kali menyiasat proses mendidih dan menentukan sumber kebisingan tambahan. Dia mendapati bahawa tidak semua gelembung keluar dari dasar dan dinding sampai ke permukaan. Dan pada awal proses mendidih, tidak ada satu gelembung yang sampai ke permukaan - ia hilang ke lajur air.
Fenomena itu begitu menarik minat saintis itu sehingga dia menghabiskan beberapa malam tanpa tidur untuk mencari punca hilangnya gelembung. Penyelidikan telah membantu membuat kesimpulan yang tepat. Jawapannya mudah - perbezaan suhu. Pada awal pergerakan mereka, gelembung berada di bahagian paling panas kapal. Tekanan wap tepu membolehkan mereka mengekalkan bentuk sfera mereka.
Perubahan bunyi semasa mendidih air
Semasa bergerak ke atas, gelembung jatuh ke lapisan yang lebih sejuk. Wap mula mengembun, tekanan di dalamnya menurun. Pada suatu ketika, dia tidak lagi dapat menahan bentuknya dan runtuh. Fenomena pembentukan, pemisahan dan keruntuhan gelembung semasa mendidih disebut "peronggaan". Pengiraan yang diperlukan dilakukan, yang menunjukkan bahawa frekuensi suara semasa runtuh mendekati nilai 1000 Hz. Data sesuai dengan parameter yang diukur secara eksperimen. Semasa cecair memanas, gelembung berhenti runtuh dan tahap kebisingan berubah. Kekerapan bunyi menurun dengan ketara. Tidak lama kemudian, tanpa pengecualian, semua gelembung sampai ke permukaan. Bunyi mereda, timbul "gurgle".
Kelahiran, pemisahan, pendakian dan pecahnya gelembung adalah fenomena fizikal yang dilihat oleh berjuta-juta orang setiap hari. Tetapi mendidih lebih sukar daripada yang kelihatan pada mulanya.Dua proses dapat dibezakan: peronggaan dan ayunan bendalir semasa detasmen gelembung. Kedua-duanya menghasilkan bunyi yang khas, tetapi kesan akustiknya mudah dibezakan dengan yang lain. Dengan bunyi bising, anda dapat dengan mudah menentukan kapan air di dalam cerek dipanaskan ke suhu yang diinginkan.