Номер 7.65, страница 42 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 7. Испарение, конденсация, кипение - номер 7.65, страница 42.

Условие.

7.65. Почему незадолго до закипания воды в чайнике мы слышим характерный шум? Почему перед самым закипанием он стихает?

Решение.

Почему незадолго до закипания воды в чайнике мы слышим характерный шум?

Этот шум возникает из-за процесса, называемого кавитацией. Когда вода в чайнике нагревается, в первую очередь нагреваются дно и прилегающие к нему слои воды. Там вода достигает температуры кипения (100 °C при нормальном атмосферном давлении) и начинают образовываться маленькие пузырьки водяного пара. Эти пузырьки, будучи легче воды, устремляются вверх. Однако верхние слои воды еще не успели прогреться до температуры кипения и остаются холодными. Попадая в эти холодные слои, пар внутри пузырьков быстро конденсируется, то есть снова превращается в воду. В результате этого пузырек резко схлопывается. Одновременное схлопывание множества таких пузырьков создает звуковые волны, которые мы воспринимаем как нарастающий гул или шипение.

Ответ: Шум возникает из-за того, что пузырьки пара, образующиеся на горячем дне чайника, поднимаются в более холодные верхние слои воды и там резко схлопываются (конденсируются).

Почему перед самым закипанием он стихает?

По мере продолжения нагрева весь объем воды постепенно прогревается до температуры, близкой к 100 °C. Температурная разница между нижними и верхними слоями воды исчезает. Теперь пузырьки пара, поднимающиеся со дна, движутся через воду, которая так же горяча, как и они сами. В таких условиях пар внутри пузырьков больше не конденсируется, и они не схлопываются. Пузырьки спокойно достигают поверхности воды и выходят в атмосферу. Поскольку основной источник шума — схлопывание пузырьков — прекращается, чайник становится тише. Мы слышим лишь более спокойное бульканье, характерное для процесса кипения.

Ответ: Шум стихает, так как вся вода в чайнике прогревается до температуры кипения, и пузырьки пара перестают конденсироваться и схлопываться, а свободно достигают поверхности.