Jesteś tutaj

A właściwie to skąd wiesz, że się gotuje?

A właściwie to skąd wiesz, że się gotuje?

Nic nie dzwoni (jak budzik), nic nie piszczy (jak mikrofalówka), nikt nie krzyczy (jak mama), a jednak szóstym zmysłem przeczuwasz, że woda na herbatę jest już gotowa (i wcale nie mowa tu o czajniku z gwizdkiem!). Niżej przeczytacie o co właściwie chodzi, a na końcu zapraszam na film! 

Wszystkiemu winne są bąbelki 

Pewnie często obserwowałeś je stojąc nad garnkiem z wodą, czekając by wrzucić do niej pierogi: niektóre (bąbelki, nie pierogi) wędrują spokojnie w górę, inne przylegają do dna i tam pękają po jakimś czasie. Okazuje się, że właśnie gra tych małych banieczek na instrumencie zwanym „gar z wodą”, pozwala na niezawodne odgadnięcie, że oto zbliża się wrzenie. Wniosek ten wysuwamy na podstawie zmiany wysokości dźwięku. Bąbelki tworzące się na dnie naczynia wędrują ku górze, ale najpierw kolapsują blisko dna. Ko... co robią? No zobacz:

Był to film pt. "Bąbelek" kręcony z szybkością 480 klatek na sekundę (czyli że dużo) we w pełni nieprofesjonalnym studiu filmowym Fiztaszki Pikczers. Bąbelki tworzą się na dnie, gdzie temperatura przekracza 100 stopnia. Gdy unoszą się do góry nie jest już im tak ciepło, przechodzą więc z żalu przemianę fazową (trudne słowo) para->ciecz. Kolapsowanie na dnie czy pękanie na powierzchni - tu i tu lokalna zmiana gęstości ośrodka tworzy falę mechaniczną, czyli dźwięk. O jakiej częstotliwości? Rozważmy więc nasz garnek z wodą ogrzewany od dołu jakąś kuchenką.

Uwaga, będzie jeden wzór!

Ale pewnie już Wam znany z lekcji fizyki czy nawet muzyki: częstotliwość dźwięku rury zamkniętej na jednym końcu (czyli np. garnka z wodą) znajdujemy:

f=nv/4(d+c)

gdzie d to długość kolumny powietrza, v=340m/s to prędkość dźwięku w powietrzu, c=0.6r (około) to poprawka ze względu na fakt, że węzeł fali kończy się nieco dalej niż naczynie, r to promień naczynia, a n=1,3,5,... to kolejne mody dźwięku (mody nieparzyste!). Bąbelki powodują wzbudzanie także innych częstotliwości - możecie o tym poczytać w artykule panów Aljishi i Tatarkiewicza - czytajcie śmiało, w całym artykule jest tylko jeden wzór, który już zresztą pracowicie przepisałem wyżej.

No głośna ta woda, a czysta?

Możemy również analizować natężenie. Pozwoli to nam domyślać się, czy serwowana nam herbata parzona będzie w czystej, czy raczej zakamienionej krakowskiej wodzie. Bąbelki produkujące większość słyszanego przy gotowaniu dźwięku tworzą się na dnie garnka, gdzie w końcu jest najcieplej. Tworzenie się takich bąbelków przyspieszają tzw. centra nukleacji, najczęściej rozpuszczone w wodzie minerały. Albo kamień po prostu.

Doświadczenie jest proste: bierzesz garnek, nalewasz wodę, stawiasz na gaz i przystawiasz mikrofon. No to kto sprawdzi co bardziej hałasuje: krakowska kranówa czy Staropolanka?  Te i mnóstwo innych pytań czeka na odpowiedź. Aby ośmielić Cię, drogi Czytelniku, do działania, załączam krótki filmowy instruktaż doświadczalny:

  • Obrazek użytkownika w.ganczarek
    O autorze:

    Wojtek Ganczarek

    Redaktor fiztaszków teoretycznych i kwantowych
    Fiztaszkowiec teoretyczny. Lubi się splątać: kwantowo lub w sieci złożonej. Jest specjalistą ds. gatunku videofiztaszkus. Jeśli akurat nie pisze fiztaszka, to pisze o podróżach: fizyk-w-podrozy.blogspot.com .

Dodaj komentarz