हर दिन, दुनिया भर में सैकड़ों करोड़ों लोग दिन में कई बार पानी उबालते हैं। कोई व्यक्ति तुरंत स्कूल के पाठ्यक्रम को याद करता है और असामान्य शब्द "कैविटी" उसकी याद में पॉप अप करता है।
"कुछ बुलबुले फट - और इसलिए शोर," अवचेतन सहायक संकेत देता है। लेकिन कुछ लोगों को प्रक्रिया का सटीक पाठ्यक्रम याद है। और, इसके अलावा, कम ही लोग जानते हैं कि शोर दो घटनाओं द्वारा एक साथ पैदा होता है।
क्या उबल रहा है?
क्या उबल रहा है? एक स्पष्ट परिभाषा है: "उबलना वाष्पीकरण है जो तरल की पूरी मात्रा में एक साथ होता है।" प्रक्रिया शुरू करने के लिए, निम्नलिखित शर्तों को पूरा करना होगा:
- वाष्पीकरण केंद्रों की उपस्थिति;
- लगातार गर्मी इनपुट;
तरल एक निश्चित तापमान तक पहुँच जाता है, जिसे क्वथनांक कहा जाता है।
उबलते पानी में भाप के बुलबुले क्यों बनते हैं?
वाष्पीकरण के केंद्र, जिसके चारों ओर बुलबुले दिखाई देने लगते हैं, छोटी दरारें, चिकना धब्बे और ठोस कण - धूल के कण होते हैं। वे हवा के छोटे संस्करणों को फँसाते हैं, और तरल तब तक हवा को फँसाता है जब तक कि उसमें उबाल न आ जाए। पानी में भंग गैसें भी होती हैं: ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड। गैस के अणुओं और पानी के अणुओं के बीच के बंधन कमजोर होते हैं और जल्दी से गर्म हो जाते हैं। जब भंग गैस निकलती है, तो पानी का दबाव इसे सबसे अधिक ऊर्जा-कुशल - गोलाकार आकार लेने के लिए मजबूर करता है। इससे बुलबुले निकलते हैं।
गैस के विकास के बाद, तरल अणुओं को अलग करने के लिए गर्मी शुरू होती है।भाप के रूप, जो पहले से ही गठित बुलबुले के अंदर जारी किया जाता है। तो उबलने की प्रक्रिया शुरू होती है।
उबलते हुए शोर के कारण
उबलने के पहले लक्षण केतली के तल पर देखे जा सकते हैं - उच्चतम तापमान है, यह वहाँ है कि पहले बुलबुले दिखाई देते हैं। उनमें से प्रत्येक में गैस और संतृप्त भाप होती है। जबकि बुलबुला छोटा है, यह सतह के तनाव द्वारा आयोजित किया जाता है। फिर, तेजी से बढ़ने वाले पानी के अणु जो वाष्प का निर्माण करते हैं, बुलबुले के अंदर जमा हो जाते हैं और यह बढ़ने लगते हैं। टुकड़ी उस समय होती है जब आर्किमिडीज का बल, बुलबुले को धकेलता है, इसे पकड़े हुए तन्य बल से अधिक हो जाता है। बुलबुले को छोड़ दिया जाता है और सतह पर भाग जाता है
डिटैचमेंट से द्रव कंपन होता है। ये कंपन उबलते हुए शोर का पहला कारण हैं।। आप प्राप्त ध्वनि की आवृत्ति का अनुमान लगा सकते हैं। यह उस समय के विपरीत आनुपातिक है जब यह नीचे से टूटने के लिए एक बुलबुला लेता है। समय, हालांकि, अलगाव के कारण दोलन की ताकत की विशेषता है।
गणना से पता चला कि औसत जुदाई का समय लगभग 0.01 सेकंड है, जिसका अर्थ है कि ध्वनि आवृत्ति लगभग 100 हर्ट्ज है। यह वह डेटा था जिसने वैज्ञानिकों को यह समझने की अनुमति दी थी कि केतली को उबालते समय शोर के कुछ और कारण थे। आखिरकार, ध्वनि की वास्तविक आवृत्ति को मापा गया और गणना की तुलना में अधिक परिमाण का क्रम निकला।
शोर की दोहरी प्रकृति की खोज स्कॉटिश वैज्ञानिक जोसेफ ब्लैक द्वारा की गई थी। यह 18 वीं शताब्दी में एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में अपने काम के दौरान हुआ था।
पानी उबालते समय शोर का मुख्य स्रोत
यह जोसेफ ब्लैक था जिसने पहले उबलने की प्रक्रिया की जांच की और अतिरिक्त शोर के स्रोत की स्थापना की। उन्होंने पाया कि सभी बुलबुले नीचे से नहीं निकलते हैं और दीवारें सतह तक पहुंच जाती हैं। और उबलने की प्रक्रिया की शुरुआत में, एक भी बुलबुला सतह तक नहीं पहुंचता है - वे पानी के स्तंभ में गायब हो जाते हैं।
इस घटना ने वैज्ञानिक को इतना दिलचस्पी दिया कि उसने कई रातों की नींद हराम कर दी और बुलबुले के गायब होने का कारण खोजने की कोशिश की। शोध से सही निष्कर्ष निकालने में मदद मिली है। उत्तर सरल था - तापमान का अंतर। अपने आंदोलन की शुरुआत में, बर्तन के सबसे गर्म हिस्से में बुलबुले होते हैं। संतृप्त वाष्प दबाव उन्हें अपने गोलाकार आकार को बनाए रखने की अनुमति देता है।
पानी को उबालने पर ध्वनि बदल जाती है
ऊपर जाते समय, बुलबुले ठंडी परतों में गिरते हैं। भाप घनीभूत होने लगती है, अंदर का दबाव गिर जाता है। कुछ बिंदु पर, वह अब अपने आकार को पकड़ नहीं सकता है और ढह सकता है। उबालने के दौरान बुलबुले के गठन, अलगाव और पतन की घटना को "गुहिकायन" कहा जाता था। आवश्यक गणना की गई, जिसमें पता चला कि पतन के दौरान ध्वनि की आवृत्ति 1000 हर्ट्ज के मूल्य के करीब है। डेटा प्रायोगिक रूप से मापा मापदंडों के अनुरूप है। जैसे ही तरल पदार्थ गर्म होता है, बुलबुले टूटना बंद हो जाते हैं और शोर का स्तर बदल जाता है। ध्वनि की आवृत्ति स्पष्ट रूप से घट जाती है। जल्द ही, अपवाद के बिना, सभी बुलबुले सतह तक पहुंचते हैं। शोर कम हो जाता है, एक "गुरगल" पैदा होता है।
जन्म, जुदाई, बुदबुदाहट और बुलबुले का फटना एक शारीरिक घटना है जिसे हर दिन लाखों लोग देखते हैं। लेकिन उबलना पहले की तुलना में कठिन है।दो प्रक्रियाओं को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: बुलबुला टुकड़ी के दौरान गुहिकायन और द्रव दोलन। दोनों एक विशिष्ट ध्वनि उत्पन्न करते हैं, लेकिन एक के ध्वनिक प्रभाव को दूसरे से अलग करना आसान है। शोर से, आप आसानी से निर्धारित कर सकते हैं कि केतली में पानी वांछित तापमान तक गर्म हो गया है।
