Что происходит в чайнике (на примере СЕО)

Войтек был большим любителем прохладительных напитков, из которых самое большое предпочтение отдавал лимонаду. Однажды, заметив, что припрятанная им бутылка лимонада исчезла самым таинственным образом, он набросился па свою старшую сестру Зосю, подозревая - не без оснований - что это таинственное исчезновение совершилось при ее участии.

- Перестань ворчать, - посоветовала Зося, - а возьми-ка лучите и сам сделай себе лимонад. Только сначала вскипяти воду, вымой как следует кувшин и налей в него кипяченую воду, чтобы она остыла.

Войтеку не оставалось ничего другого, как отправиться в кухню. Чайник был наполнен до краев и, пожалуй, еще не остыл.

- А можно сделать лимонад из той воды, что в чайнике? - спросил он сестру, надеясь, что не придется долго ждать, пока вода вскипит, а потом остынет.

- Лучше не надо. Вскипяти чайник еще раз.

- Тоже мне, блюстительница чистоты и враг микробов, - подумал про себя Войтек, но решил с сестрой не спорить и снова поставил чайник на огонь. Поджидая, пока вода закипит, он глазел в окно, а потом снял крышку и молча наблюдал за едва заметным движением воды в чайнике. Вода сначала лениво, а потом все энергичнее и энергичнее начала танцевать в чайнике. «Сейчас начнет кипеть», - подумал Войтек. - Ив это в момент вода словно взорвалась. - Мелкие брызги полетели в равные стороны. Мальчик испугался и прикрыл чайник крышкой. Однако это не помогло. Вода вместо того чтобы спокойно закипеть, то и дело взрывалась, демонстрируя свое недовольство. Войтек погасил газ и пошел к сестре.

- Послушай, эта вода подняла бунт в чайнике.

- Что произошло? - недовольно спросила Зося, подняв голову от учебников

- Вода в чайнике взрывается, да так, что крышка подскакивает.

Зося улыбнулась, поднялась и пошла с Войтеком в кухню. Она подожгла огонь под чайником и из него снова начало доноситься громкое клокотание.

- Не обращай на это внимания, в конце концов вода вскипит. А если боишься, то отлей немного воды, прибавь свежей из крана, и чайник, сразу же успокоится. Войтек недоуменно взглянул на свою старшую сестру.

- Погоди минутку, я тебе все сейчас объясню. А лучше всего - сам пораскинь мозгами, я же пока кончу свои уроки, и потом мы с тобой поговорим.

- Что такое кипение? - начала Зося, когда кипяченая вода уже стыла в кувшине.

- Это испарение во всем объеме, - недовольно ответил Войтек, сердясь, что сестра снова начинает его экзаменовать.

- Ну тогда гляди, - произнесла Зося, наливая в маленькую кастрюльку немного воды. Войтек недоверчиво принялся глядеть в кастрюльку, которая стояла на зажженной горелке. Зрелище это было знакомо ему в мельчайших подробностях. Столько раз приходилось это видеть! Зося уменьшила огонь под кастрюлькой и снова предложила брату, чтобы он внимательно посмотрел, что в ней происходит. Войтек смотрел, но не отвечал.

- Ты по-прежнему утверждаешь, что кипение - это испарение во всем объеме? - спросила Зося. Войтек взглянул и слегка удивился. Действительно, вода кипела, но пузырьки образовались только около стенок и дна кастрюльки. А в водяной толще, в этом «всем объеме» воды не было ни одного пузырька.

- Кипение - это действительно интенсивное испарение, - начала важным голосом, как докладчик, Зося, - но это испарение только на поверхности воды.

- Как это так? - удивился Войтек, - ведь пузырьки образуются и у стенок и около дна.

- Да, - согласилась сестра, - но это происходит потому, что там тоже находится поверхность воды. На стенках, на дне сосуда находятся остатки воздуха. Воздуха там так мало, что невооруженным глазом не увидишь. А поскольку пузырьки с одной стороны прикрыты водой, а с другой - отгорожены стенками и дном сосуда, то в результате интенсивного испарения с поверхности быстро растет объем этих микроскопических пузырьков. Как только они станут достаточно большими, то отрываются от дна и всплывают на поверхность. Понятно?

- Нет! - решительно возразил Войтек. - Нет, - повторил он еще раз. - Если это так, как ты говоришь, то пузырьки должны образовываться не только при кипении, но и задолго до него, с той лишь разницей, что до момента кипения они растут медленно и держатся около стенок и дна.

- Ну так взгляни, ответила сестра. Сказав это, она налила в другой сосуд немного холодной воды и поставила его на огонь. Брат и сестра внимательно смотрели, как ведет себя вода в сосуде. И действительно, вскоре на стенках и дне появились пузырьки, сначала маленькие, а потом все более крупные. Однако вода пока что не кипела, пузырьки «сидели» на стенках и дне. И вот пузырьки стали быстро увеличиваться и отрываться от стенок и дна, а на их месте образовывались новые. Теперь вода уже кипела.

- Ты права, - неохотно согласился Войтек. - Но откуда взялись эти взрывы? - продолжал он расспрашивать сестру.

- А ты подумай сам, - предложила Зося. - Ведь в чайнике нет дырок. На его стенках находится лишь небольшое количество воздуха, ну и немного воздуха растворено в воде. А при кипении пузырьки образуются, растут, отрываются от стенок и летят вверх. Чем дольше будешь кипятить воду, тем больше пузырьков образуется на станках и полетит вверх, неся некоторое небольшое количество воздуха. В конце концов пузырьки «заберут» со стенок весь воздух и новым пузырькам будет все труднее образоваться. Можно сказать так, - продолжала Зося, - вода готова закипеть, хотела бы это сделать, образуя пузырьки пара, однако не может, поскольку нет для этого возможности. И теперь, если такая возможность представится, вода воспользуется ее немедленно и в ней образуется не несколько десятков мелких пузырьков, а один большой пузырь. Большое количество маленьких пузырьков образуют шум, который ты слышишь, когда кипит вода. А один большой пузырь - это сильный одиночный хлопок, что-то вроде небольшого взрыва.

- Погоди, - прервал Войтек рассказ сестры. - Из этого следует, что если воду долго кипятить в том же сосуде, то кипение проходило бы все неспокойнее?

- Да, ты сам можешь в этом убедиться. Монотонный шум превратится в серию все более громких отдельных «взрывов», причем эти «взрывы» будут раздаваться все реже и реже, становясь при этом более громкими. Вода, которую ты поставил на плиту, уже раз кипела в чайнике, причем, наверное, довольно долго. Вот почему теперь она не может кипеть, образуя мелкие пузырьки. В такой воде поднимаются кверху крупные пузыри, издающие громкий хлопок, напоминающий взрыв.

- А что будет, - не унимался Войтек - если воду кипятить очень-очень долго, что уже ни один пузырь не сможет образоваться, значит такая вода вообще не будет бурлить, а ее температура поднимется выше 100°С? Не так ли? - пытался Войтек сбить с толку свою сестру, доводя ее рассуждения до абсурда.

Однако Зося быстро его разочаровала и, надо сказать, немало удивила.

- Ты прав, - согласилась она. - Каждую жидкость, а значит и воду, можно перегреть, то есть нагреть до температуры кипения, при условии, что это очень чистая жидкость, что сосуд, в котором она кипела, тоже совершенно чистый, а это значит, что на его стенках нет остатков каких-нибудь других веществ, в том число газов, и наконец, что этот процесс перегревания проводится очень осторожно (без сотрясений, без перемешивания). Лишь с тем, что это нагревание можно проводить не до произвольно высокой температуры. Существуют определенные границы, после превышения которых жидкость в результате взрыва внезапно превращается в пар, однако это уже гораздо более сложный процесс. Во всяком случае, - продолжала Зося, - такие явления могут сопровождать другие перемены в состоянии материи, в том числе затвердевание воды (действуя осторожно, можно снизить ее температуру ниже нуля по Цельсию], или конденсация водяного пара, который может - при соответствующем обращении - остаться паром в условиях, при каких нормально должен быть уже жидкостью. Явление перегрева жидкости используется физиками в пузырьковой камере, где можно проследить Траектории атомных частиц. Однако об этом мы поговорим в следующий раз, - произнесла Зося, взглянув на часы. - А ты мог бы и сам заглянуть в книжки, а не ограничиваться своим учебником.

Вот так вот ломают биржы, крадут статьи, и продвигают страницы!

Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 719318431300 Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 719318431300