![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/1351/image_AW1hyF3Eb8hJj9sk5S2kN.jpg)
Κάθε μέρα, εκατοντάδες εκατομμύρια κουζίνες σε όλο τον κόσμο βράζουν νερό αρκετές φορές την ημέρα. Κάποιος θυμάται αμέσως το σχολικό πρόγραμμα και η ασυνήθιστη λέξη «σπηλαίωση» εμφανίζεται στη μνήμη του.
«Ορισμένες φυσαλίδες ξεσπούν - και ως εκ τούτου θόρυβος», ζητάει το υποσυνείδητο. Αλλά λίγοι άνθρωποι θυμούνται την ακριβή πορεία της διαδικασίας. Επιπλέον, λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν ότι ο θόρυβος δημιουργείται ταυτόχρονα από δύο φαινόμενα.
Τι βράζει;
Τι βράζει; Υπάρχει ένας σαφής ορισμός: "Ο βρασμός είναι η εξάτμιση που συμβαίνει ταυτόχρονα σε ολόκληρο τον όγκο του υγρού." Για να ξεκινήσετε τη διαδικασία, πρέπει να πληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις:
- Η παρουσία κέντρων εξάτμισης.
- Σταθερή είσοδος θερμότητας
Το υγρό φτάνει σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, που ονομάζεται σημείο βρασμού.
Γιατί σχηματίζονται φυσαλίδες ατμού σε βραστό νερό;
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/1351/image_l2713yvBDIu84r91Wjl3aBH.jpg)
Τα κέντρα εξάτμισης, γύρω από τα οποία αρχίζουν να εμφανίζονται φυσαλίδες, είναι μικρές ρωγμές, λιπαρές κηλίδες και στερεά σωματίδια - σωματίδια σκόνης. Παγιδεύουν μικρούς όγκους αέρα και το υγρό παγιδεύει τον αέρα μέχρι να αρχίσει να βράζει. Το νερό περιέχει επίσης διαλυμένα αέρια: οξυγόνο, άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα. Οι δεσμοί μεταξύ μορίων αερίου και μορίων νερού είναι αδύναμοι και καταρρέουν γρήγορα κατά τη θέρμανση. Όταν απελευθερώνεται το διαλυμένο αέριο, η πίεση του νερού το αναγκάζει να πάρει το πιο ενεργειακά αποδοτικό - σφαιρικό σχήμα. Αποδεικνύεται φυσαλίδες.
Μετά την εξέλιξη του αερίου, η θερμότητα αρχίζει να διαχωρίζει τα υγρά μόρια.Σχηματίζει ατμό, το οποίο απελευθερώνεται μέσα σε ήδη σχηματισμένες φυσαλίδες. Έτσι ξεκινά η διαδικασία βρασμού.
Αιτίες θορύβου βρασμού
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/1351/image_4GeaPpasrG.jpg)
Τα πρώτα σημάδια βρασμού μπορούν να παρατηρηθούν στο κάτω μέρος του βραστήρα - υπάρχει η υψηλότερη θερμοκρασία, εκεί εμφανίζονται οι πρώτες φυσαλίδες. Κάθε ένα από αυτά περιέχει αέριο και κορεσμένο ατμό. Ενώ η φυσαλίδα είναι μικρή, συγκρατείται από επιφανειακή τάση. Στη συνέχεια, τα γρήγορα κινούμενα μόρια νερού που σχηματίζουν τους ατμούς συσσωρεύονται μέσα στη φυσαλίδα και αρχίζει να αυξάνεται. Η απόσπαση συμβαίνει τη στιγμή που η δύναμη του Αρχιμήδη, που σπρώχνει τη φούσκα, γίνεται περισσότερο από τις δυνάμεις εφελκυσμού που την κρατούν. Η φυσαλίδα απελευθερώνεται και ορμά στην επιφάνεια
Η απόσπαση προκαλεί δόνηση του υγρού. Αυτές οι δονήσεις είναι η πρώτη αιτία βρασμού θορύβου.. Μπορείτε να εκτιμήσετε τη συχνότητα του λαμβανόμενου ήχου. Είναι αντιστρόφως ανάλογο με το χρόνο που χρειάζεται μια φούσκα για να ξεφύγει από το κάτω μέρος. Ο χρόνος, ωστόσο, χαρακτηρίζει την ισχύ της ταλάντωσης που προκαλείται από το διαχωρισμό.
Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι ο μέσος χρόνος διαχωρισμού είναι της τάξης των 0,01 δευτερολέπτων, πράγμα που σημαίνει ότι η συχνότητα ήχου είναι περίπου 100 Hz. Αυτά τα δεδομένα επέτρεψαν στους επιστήμονες να καταλάβουν ότι υπήρχε κάποιος άλλος λόγος για τον θόρυβο όταν ο βραστήρας έβραζε. Σε τελική ανάλυση, η πραγματική συχνότητα του ήχου μετρήθηκε και αποδείχθηκε τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από την υπολογιζόμενη.
Η ανακάλυψη της διπλής φύσης του θορύβου έγινε από τον σκωτσέζικο επιστήμονα Joseph Black. Αυτό συνέβη τον 18ο αιώνα, κατά τη διάρκεια της εργασίας του στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου.
Η κύρια πηγή θορύβου όταν βράζει νερό
Ήταν ο Joseph Black που διερεύνησε για πρώτη φορά τη διαδικασία βρασμού και διαπίστωσε την πηγή πρόσθετου θορύβου. Διαπίστωσε ότι δεν φτάνουν όλες οι φυσαλίδες από τον πυθμένα και τους τοίχους. Και στην αρχή της διαδικασίας βρασμού, δεν φτάνει ούτε μια φυσαλίδα στην επιφάνεια - εξαφανίζονται στη στήλη νερού.
Το φαινόμενο ενδιαφέρθηκε τόσο πολύ για τον επιστήμονα που πέρασε αρκετές νύχτες χωρίς ύπνο, προσπαθώντας να βρει την αιτία της εξαφάνισης των φυσαλίδων. Η έρευνα συνέβαλε στο να καταλήξουμε στο σωστό συμπέρασμα. Η απάντηση ήταν απλή - η διαφορά θερμοκρασίας. Στην αρχή της κίνησής του, οι φυσαλίδες βρίσκονται στο πιο ζεστό μέρος του αγγείου. Η κορεσμένη τάση ατμών τους επιτρέπει να διατηρούν το σφαιρικό τους σχήμα.
Αλλαγή ήχου κατά το βραστό νερό
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/1351/image_3i830qdGenCsmecqr.jpg)
Όταν κινούνται προς τα πάνω, οι φυσαλίδες πέφτουν στα πιο κρύα στρώματα. Ο ατμός αρχίζει να συμπυκνώνεται, η πίεση στο εσωτερικό μειώνεται. Σε κάποιο σημείο, δεν μπορεί πλέον να κρατήσει το σχήμα του και να καταρρεύσει. Το φαινόμενο του σχηματισμού, του διαχωρισμού και της κατάρρευσης των φυσαλίδων κατά τη διάρκεια του βρασμού ονομάστηκε "σπηλαίωση". Πραγματοποιήθηκαν οι απαραίτητοι υπολογισμοί, οι οποίοι έδειξαν ότι η συχνότητα του ήχου κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης είναι κοντά στην τιμή των 1000 Hz. Τα δεδομένα αντιστοιχούν σε πειραματικά μετρημένες παραμέτρους. Καθώς το υγρό θερμαίνεται, οι φυσαλίδες σταματούν να καταρρέουν και το επίπεδο θορύβου αλλάζει. Η συχνότητα του ήχου μειώνεται σημαντικά. Σύντομα, χωρίς εξαίρεση, όλες οι φυσαλίδες φτάνουν στην επιφάνεια. Ο θόρυβος υποχωρεί, αναδύεται ένα "γουργούρισμα".
Η γέννηση, ο χωρισμός, η ανάβαση και η έκρηξη φυσαλίδων είναι ένα φυσικό φαινόμενο που βλέπουν εκατομμύρια άνθρωποι κάθε μέρα. Αλλά το βρασμό είναι πιο δύσκολο από ό, τι φαίνεται στην αρχή.Μπορούν να διακριθούν δύο διεργασίες: σπηλαίωση και ταλάντωση υγρού κατά την απόσπαση φυσαλίδων. Και οι δύο παράγουν έναν ξεχωριστό ήχο, αλλά το ακουστικό αποτέλεσμα του ενός είναι εύκολο να διακριθεί από το άλλο. Με τον θόρυβο, μπορείτε εύκολα να προσδιορίσετε πότε το νερό στον βραστήρα έχει ζεσταθεί στην επιθυμητή θερμοκρασία.