Номер 2, страница 60 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 14. Кипение. Вопросы - номер 2, страница 60.

Условие.

2. Почему закипающая вода «шумит»?

Решение.

2. Почему закипающая вода «шумит»?

Характерный шум, который мы слышим перед тем, как вода закипит, возникает не из-за самого процесса кипения, а из-за физических явлений, предшествующих ему. Этот процесс можно описать в несколько этапов.

Вначале нагревается дно сосуда, и прилегающие к нему слои воды достигают температуры кипения ($100°C$ при нормальном атмосферном давлении) раньше, чем весь остальной объем жидкости. В этих горячих слоях у дна начинают образовываться маленькие пузырьки водяного пара. Так как пар имеет меньшую плотность, чем вода, эти пузырьки начинают всплывать.

Основной источник шума заключается в том, что, поднимаясь вверх, пузырьки попадают в более холодные верхние слои воды, температура которых еще ниже точки кипения. В этой холодной среде водяной пар внутри пузырька быстро конденсируется, снова превращаясь в жидкую воду. Это приводит к резкому схлопыванию пузырька, или имплозии. Каждый такой коллапс создает небольшую ударную волну в воде, которая и является звуком.

Поскольку у дна образуется огромное количество таких пузырьков, которые непрерывно всплывают и схлопываются, мы слышим совокупный эффект от этих микровзрывов как единый, нарастающий гул или шипение. Этот шум — признак того, что вода скоро закипит.

Когда же вся масса воды прогревается до $100°C$, пузырьки пара перестают схлопываться на своем пути к поверхности. Они свободно достигают ее и лопаются, выпуская пар. Шум при этом меняется на характерное бульканье кипящей воды, которое, как правило, тише, чем предшествующий ему «шум».

Ответ: Шум закипающей воды создается из-за массового образования пузырьков пара на горячем дне сосуда и их последующего резкого схлопывания (конденсации) при попадании в более холодные верхние слои воды. Этот процесс, называемый кавитацией, порождает звуковые волны, которые мы воспринимаем как шум.