Warum ist ein Zischen zu hören, wenn Wasser auf eine heiße Oberfläche fällt? Ich habe viel gesucht, meine Lehrer gefragt, aber keiner von ihnen scheint mir die logische Antwort darauf zu geben.
Durch die Verdunstung bildet sich zwischen dem Wassertropfen und der heißen Oberfläche eine Luftschicht, die das System zum Schwingen bringt, indem Luft stoßweise entweicht und Geräusche erzeugt.
Ich schlage vor, über die Beschreibung des Geräusches zu lesen, das im Leidenfrost-Experiment aufgezeichnet wurde. Artikel: https://www.nature.com/articles/srep00720
Interessantes Fazit:
„Wir nehmen an, dass die Effektivwertamplitude des Schalls die Kontaktfläche widerspiegelt, die die Tröpfchen mit dem Messing haben, da wir erwarten, dass die Kontaktfläche die Rate des Blasensiedens bestimmt.“
Weitere interessante Paragraphen:
[...] das Geräusch, das durch das Sieden von Tröpfchen in einer flachen Schale erzeugt wird, die in dasselbe Messingmaterial eingearbeitet ist [Abbildung 1(e)], wurde bei verschiedenen Temperaturen aufgezeichnet [Abbildungen 2(a) und (d)] (weitere Einzelheiten finden sich in Abschnitt Methoden). Bei 210°C siedet das Tröpfchen heftig. Keime, die in Richtung der Mitte des Tröpfchens sieden, erzeugen Vibrationen und große Bewegungen, wodurch Flüssigkeit auf die Oberfläche geschleudert wird, die zischen kann.
[...]
Bei 225 °C zeigen die Daten [Abbildung 2(a)(iii)] Intervalle, in denen das Tröpfchen nahezu still ist, mit intermittierenden Schallausbrüchen. Wenn das Tröpfchen fast still ist, schwebt das Tröpfchen über der Oberfläche, während Geräusche aufgezeichnet werden, wenn das Tröpfchen mit der heißen Oberfläche in Kontakt kommt. Dies ist eher zufällig, und gelegentliches Zischen dominiert die RMS-Amplitude in diesem Regime. Bei noch höheren Temperaturen werden diese gelegentlichen Zischgeräusche selten und das System verstummt, was zeigt, dass sich das System vollständig im Leidenfrost-Regime befindet.
Der Grund für das zischende Geräusch ist, dass die Temperatur des Wassertropfens viel niedriger ist als die der heißen Oberfläche. Sobald die Basis des Wassertropfens die heiße Oberfläche berührt, verdampft es schnell, aber der obere Teil des Tropfens ist immer noch in flüssigem Zustand und es gibt einen Widerstand gegen den von unten kommenden Wasserdampf. Da der Wasserdampf nicht vertikal nach oben steigen kann, beginnt er horizontal zu gleiten und es entsteht eine Reibung zwischen den Molekülen unter der Oberfläche des Wassertropfens und den Wasserdampfmolekülen, die versuchen nach oben zu steigen, und es gibt Reibung immer klingen. Daher ist es in diesem Fall ein zischendes Geräusch.
Zischende Geräusche können auf Temperaturunterschiede zwischen Wasser und Feuer zurückzuführen sein, wenn sie plötzlich interagieren, da die geringe Menge an Feuer keine große Menge Wasser zum Erhitzen auf ihre Temperatur bringen kann, sodass Wasser nach der Interaktion die gesamte Wärme des Feuers absorbiert und aufgrund des plötzlichen Unterschieds Luft zwischen ihnen verursacht zischende Geräusche, die als Medium (Luft) fungieren
Wenn es sich in ein Gas verwandelt, verwandelt es sich schnell in größere Unordnung. Dieser plötzliche Übergang erzeugt eine Art weißes Rauschen. In einem kochenden Topf wird dieses Geräusch vom umgebenden Wasser (Abkühlung) wieder absorbiert, sodass Sie es nicht ganz auf die gleiche Weise hören.
Man könnte sagen, dass "Zischen" die Art und Weise des Universums ist, die Energie <-> Informationsgleichungen zu bewahren. Sie verwandeln diese Unordnung in Ordnung.
Chris Müller
Giulio Bullsaver
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