Iga päev keedavad sajad miljonid köögid üle maailma mitu korda päevas vett. Keegi tuletab kohe meelde kooli õppekava ja tema mällu ilmub ebaharilik sõna “kavitatsioon”.
"Mõned mullid lõhkevad - ja seetõttu müra," palub alateadvus abivalmilt. Kuid vähesed inimesed mäletavad protsessi täpset käiku. Ja pealegi teavad vähesed inimesed, et müra tekitab samaaegselt kaks nähtust.
Mis keeb?
Mis keeb? On olemas selge määratlus: "keemistemperatuur on aurustumine, mis toimub samaaegselt kogu vedeliku mahus." Protsessi alustamiseks peavad olema täidetud järgmised tingimused:
- Aurustuskeskuste olemasolu;
- Pidev soojusisend;
Vedelik jõuab teatud temperatuurini, mida nimetatakse keemispunktiks.
Miks moodustuvad keeva veega aurumullid?
Aurustumise keskpunktid, mille ümber mullid hakkavad ilmnema, on väikesed praod, rasvased kohad ja tahked osakesed - tolmuosakesed. Nad püüavad lõksu väikestes kogustes õhku ja vedelik püüab õhku kinni, kuni see keema hakkab. Vesi sisaldab ka lahustunud gaase: hapnikku, lämmastikku, süsinikdioksiidi. Sidemed gaasimolekulide ja veemolekulide vahel on nõrgad ja kuumenevad kiiresti kuumutamisel. Lahustunud gaasi eraldumisel sunnib vee rõhk selle võtma kõige energiatõhusama - sfäärilise kuju. Selgub, mullid.
Pärast gaasi eraldumist hakkab soojus vedelaid molekule eraldama.Auruvormid, mis eralduvad juba moodustunud mullide sees. Nii algab keemisprotsess.
Keemise müra põhjused
Esimesi keetmise märke võib täheldada veekeetja põhjas - seal on kõrgeim temperatuur, just seal ilmuvad esimesed mullid. Igaüks neist sisaldab gaasi ja küllastunud auru. Kuigi mull on väike, hoiab seda pindpinevus. Seejärel akumuleeruvad kiiresti liikuvad veemolekulid mulli sisse ja see hakkab kasvama. Lahtivõtmine toimub hetkel, kui mulli lükkav Archimedese jõud muutub rohkem kui seda hoidvad tõmbejõud. Mull vabastatakse ja tormab pinnale
Eemaldamine põhjustab vedeliku vibreerimist. Need vibratsioonid on keeva müra esimene põhjus.. Saate hinnata vastuvõetud heli sagedust. See on pöördvõrdeline ajaga, mis kulub mulli põhjast eemaldumiseks. Aeg iseloomustab aga eraldumisest põhjustatud võnke tugevust.
Arvutused näitasid, et keskmine eraldusaeg on umbes 0,01 sekundit, mis tähendab, et heli sagedus on umbes 100 Hz. Just need andmed võimaldasid teadlastel mõista, et veekeetja keetmisel oli müra põhjuseks ka mõni muu põhjus. Lõppude lõpuks mõõdeti heli tegelik sagedus ja see osutus arvutatud suurusjärgust suuremaks.
Müra kahetise olemuse avastas Šoti teadlane Joseph Black. See juhtus 18. sajandil, Edinburghi ülikoolis töötamise ajal.
Peamine müraallikas vee keetmisel
See oli Joseph Black, kes uuris kõigepealt keemisprotsessi ja tuvastas lisamüra allika. Ta leidis, et kõik põhjast ja seintest maha tulevad mullid ei ulatu pinnale. Ja keemise alguses ei jõua pinnale ükski mull - need kaovad veesambasse.
Nähtus huvitas teadlast nii palju, et veetis mitu unetut ööd, otsides mullide kadumise põhjust. Uuringud on aidanud teha õigeid järeldusi. Vastus oli lihtne - temperatuuride erinevus. Selle liikumise alguses on mullid laeva kuumimas osas. Küllastunud aururõhk võimaldab neil säilitada oma sfäärilist kuju.
Heli muutus vee keetmisel
Üles liikudes langevad mullid külmematesse kihtidesse. Aur hakkab kondenseeruma, rõhk sees langeb. Mingil hetkel ei suuda ta enam oma kuju hoida ja variseb kokku. Keetmise ajal mullide moodustumise, eraldumise ja kokkuvarisemise nähtust nimetati kavitatsiooniks. Tehti vajalikud arvutused, mis näitasid, et heli sagedus kokkuvarisemise ajal on lähedane väärtusele 1000 Hz. Andmed vastavad eksperimentaalselt mõõdetud parameetritele. Vedeliku soojenemisel lagunevad mullid kokku ja müratase muutub. Heli sagedus väheneb märkimisväärselt. Varsti jõuavad pinnale kõik ilma eranditeta mullid. Müra vaibub, tekib "kuristik".
Mullide sünd, eraldumine, mullide moodustumine ja purunemine on füüsiline nähtus, mida miljonid inimesed näevad iga päev. Kuid keetmine on raskem, kui alguses tundub.Eristada saab kahte protsessi: kavitatsioon ja vedeliku võnkumine mulli eraldumise ajal. Mõlemad annavad eristatava heli, kuid ühe akustilist efekti on teisest kerge eristada. Müra järgi saate hõlpsalt kindlaks teha, millal veekeetja vesi on soovitud temperatuurini soojenenud.