Warum rauscht Wasser beim sieden?
Gerhard Wegel
wenn ich meinen Wasserkocher anschalte um Wasser zu erhitzen ist das
Gerät erst leise, fängt dann aber an zu rauschen. Also das Wasser
rauscht natürlich. Mit zunehmender Temperatur wird das Rauschen
lauter, kurz bevor das Wasser kocht wieder leiser und hört dann auf
wenn das Wasser Kocht.
Das Geräusch entsteht durch eine Schwingung, das ist klar. Aber was
schwingt denn da? Könnte das der im Wasser vorandene (sagt man
gelöst?) Sauerstoff sein? Und warum hört das auf, wenn das Wasser
kocht?
Ich frage nur aus Neugierde.
Grüsse
Gerhard
Martin Behling
Soweit ich mich entsinne, entsteht das Rauschen beim Kochen von Wasser
(bzw beim Erhitzen VOR dem eigentlichen Kochen) durch sogenanntes
"unterkühltes Sieden". Beim unterkühlten Sieden ist die
durchschnittliche Temperatur des Wassers im Kocher/Topf noch unterhalb
des Siedepunktes. Aber an der Heizfläche (also Topfboden/Heizspirale/was
auch immer) wird die Siedetemperatur lokal schon überschritten. Dadurch
siedet das Wasser dort lokal, es bilden sich Gasblasen. Diese entfernen
sich durch ihren Auftrieb von der Heizfläche (sogenannte freie oder
natürliche Konvektion) und gelangen in Kontakt mit kühlerem Wasser. Das
Gas kühlt wieder ab, kondensiert, die Gasblase kollabiert. Daher dürfte
das Rauschen dann kommen. Oder so. Oder nicht?
Bis denne, Martin Behling
Sven Gondrom
Rauschen das Du beschrieben hast kommt dahe, dass sich aus der im Wasser gelösten
Luft Bläschen bilden, da bei steigender Temperatur die Löslichkeit abnimmt. Ist
aber lange nicht so laut, wie das Rauschen später, aber man kann ja mal genauer
hinhören. :-)
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Dirk SCHNEIDER
> [Geräusche beim Wasserkochen]
Interessante Untersuchungen darüber (und über viele andere
interessante wissenschaftliche Dinge) findest Du bei Quarks & Co.
Direkter Link:
http://www.quarks.de/alltag1/06.htm
> Ich frage nur aus Neugierde.
Oh, ein Glück das du's noch rechtzeitig gesagt hast. Ich hatte
jetzt echt gedacht, du wolltest damit Geld machen.
Gruß Dirk.
Harald Pakusch
zum Thema "Warum rauscht Wasser beim sieden?":
>Das Geraeusch entsteht durch eine Schwingung, das ist klar. Aber was
>schwingt denn da?
Quarks & Co. hatten in einer Sendung vom 26.9.2000 (Die Raetsel des
Alltags) u.a. auch genau dieses Thema. Folgendes Resumee ergab sich:
--- begin ---
Die sechs Phasen beim Erhitzen von Wasser
Phase 1 "Anheizen":
Am Anfang ist alles ziemlich ruhig, man hoert ausser vielleicht
knisternder Elektrik fast gar nichts. Schliesslich muss die Hitze der
Heizstaebe erst einmal das Wasser erreichen. Auch die Temperatur erhoeht
sich zunaechst nur wenig.
Phase 2 "Luftblasen":
Jetzt macht sich das Wasser mit einem breitbandigen Geraeusch akustisch
bemerkbar. Dominierend sind Toene um 2500 Hz, andere - hoehere und
tiefere - kommen hinzu, die Intensitaet des Geraeuschs nimmt deutlich
zu. Verursacht wird dieses Geraeusch von kleinen Luftblasen, denn in
frisch eingefuelltem Leitungswasser ist immer Luft geloest, die das
Wasser in Form kleiner Blasen verlaesst. Durch das Erhitzen wird dieser
Prozessssverstaerkt, weil sich die Loesbarkeit von Luft in Wasser bei
steigender Temperatur vermindert. Anfangs sieht man die Blasen noch am
Glasrand, spaeter steigen die Blasen empor und machen sich dabei hoerbar
bemerkbar.
Phase 3 "Dampfblasen" und Phase 4 "Implosion":
Nach rund 2 ½ Minuten, bei etwa 70 Grad, aendert sich die
Geraeuschkulisse. Das 2500-Hz-Band verschwindet zugunsten lauter, tiefer
Geraeusche von einigen hundert Hertz. Wieder sind Blasen zu beobachten,
die diesmal jedoch vom heissen Boden aus aufsteigen. Statt Luftblasen
sorgen jetzt Dampfblasen fuer die akustische Begleitung des Kochens. Die
Dampfblasen erreichen beim Aufsteigen jedoch nicht die
Wasseroberflaeche, weil sie in den (noch) kaelteren oberen
Wasserschichten gleich kondensieren. Implosionsartig vermindert sich
dabei das Volumen - sehr laute, knallartige Geraeusche sind zu hoeren.
Je groesser die Dampfblasen werden, umso tiefer sind die begleitenden
Geraeusche.
Phase 5 "Ruhe":
Kurz vor dem Sieden vernehmen wir die bereits erwaehnte "Ruhe vor dem
Sturm". Ohne Kochstopp sollten wir spaetestens jetzt zum Kessel eilen.
Die Dampfblasen sind inzwischen so gross, dass sie gerade die
Wasseroberflaeche erreichen. Weil sie kaum noch implodieren, verstummen
die knallartigen Geraeusche fast vollstaendig.
Phase 6 "Brodeln":
Das Wasser ist jetzt 100 Grad heiss, heisser wird's unter normalem
Luftdruck nicht. Wild brodelt das Wasser mit einem plaetschernden
Geraeusch.
H. Joachim Schlichting fasst seine Beobachtungen so zusammen: "Die
Geraeusche beim Wasserkochen beruhen im Wesentlichen auf der
'Todesmelodie' kollabierender Dampfblasen im Wasser."
(c) WDR 2000
--- end ---
HTH, Harald
Gerhard Wegel
wrote:
Wenn ich einen Weg gefunden hab, melde ich mich wieder ;-)
Wieder eine Sorge weniger, das mysteriöse Geräusch hat also eine ganz
natürliche Ursache.
Besser kann man es wohl nicht erklähren. Danke Euch!
Grüsse,
Gerhard
Ulrich Neuberth
Warum kollabieren diese Blasen "implosionsartig"?
Ist da irgendein sich selbst verstärkender Prozess dafür verantwortlich?
Ich hätte eigtl. eher erwartet, dass die Blasen sich allmählich abbauen.
Hat es vielleicht etwas damit zu tun, dass die Oberfläche mit r^2, das
Volumen aber mit r^3 abnimmt?
Nach einer ersten Rechnung bekomme ich heraus, dass dr(t)/dt konstant sein
müsste.
Harald Pakusch schrieb:
Roland Damm
Ulrich Neuberth wrote:
> Hallo!
> Warum kollabieren diese Blasen "implosionsartig"?
> Ist da irgendein sich selbst verstärkender Prozess dafür
> verantwortlich? Ich hätte eigtl. eher erwartet, dass die Blasen sich
> allmählich abbauen. Hat es vielleicht etwas damit zu tun, dass die
> Oberfläche mit r^2, das Volumen aber mit r^3 abnimmt?
> Nach einer ersten Rechnung bekomme ich heraus, dass dr(t)/dt
> konstant sein müsste.
Du meinst damit, daß die Geschwindigkeit mit der die Blase schrumpft
konstant und endlich ist - und von Durchmesser unabhängig. Genau das
ist der Punkt: was passiert, wenn die Blase den Durchmesser Null
erreicht hat? Dann fällt die 'Schrumpfgeschwindigkeit' schlagartig
auf Null - das darf dann schon mal knallen.
CU Rollo
Ulrich Neuberth
Roland Damm schrieb:
> Du meinst damit, daß die Geschwindigkeit mit der die Blase schrumpft
> konstant und endlich ist - und von Durchmesser unabhängig. Genau das
> ist der Punkt: was passiert, wenn die Blase den Durchmesser Null
> erreicht hat? Dann fällt die 'Schrumpfgeschwindigkeit' schlagartig
> auf Null - das darf dann schon mal knallen.
Das dachte ich mir auch, nur war das Modell dazu SEHR einfach:
Volumenabnahme ~ Blasenoberfläche, da der Wärmeaustausch wohl nur an der
Oberfläche stattfindet.
-> dV(r)/dt ~ A ~ r^2 , mit V~r^3
-> d(r^3)/dt=2*r^2*dr/dt ~ r^2
-> dr/dt = konstant (natürlich < 0)
Nur habe ich keine Ahnung, mit welcher Geschwindigkeit das vor sich geht
und ob nicht noch andere Effekte eine Rolle spielen.
Gruß Uli
Matthias Mahnke
>
> {2001-10-01 15:58} "Roland Damm":
>
> >Du meinst damit, daß die Geschwindigkeit mit der die Blase
> >schrumpft konstant und endlich ist - und von Durchmesser
> >unabhängig. Genau das ist der Punkt: was passiert, wenn die
> >Blase den Durchmesser Null erreicht hat? Dann fällt die
> >'Schrumpfgeschwindigkeit' schlagartig auf Null - das darf
> >dann schon mal knallen.
>
>
> Die Schrumpfgeschwindigkeit ist ja keine physikalische
> Geschwindigkeit (kein Impulstransport). Und kurz vor 0 besteht
> die Blase nur noch aus wenigen Molekülen.
>
Das von der Blase eingenommene Volumen muss doch mit Molekuelen
aufgefuellt werden, da Dampfmolekuele IMHO mehr platz wegnehmen
als in Fluessigem zustand befindliche.
Es gibt also sehr wohl einen Massentransport (und damit Impulse)
in das von der Blase belegte Volumen.
Gruss Matthias
Matthias Mahnke
>
> Anette Stegmann wrote:
> > Woher soll denn die Energie für diesen Knall kommen?
> >
> > Die Schrumpfgeschwindigkeit ist ja keine physikalische
> > Geschwindigkeit (kein Impulstransport). Und kurz vor 0 besteht
> > die Blase nur noch aus wenigen Molekülen.
> >
> Das von der Blase eingenommene Volumen muss doch mit Molekuelen
> aufgefuellt werden, da Dampfmolekuele IMHO mehr platz wegnehmen
> als in Fluessigem zustand befindliche.
Das ist ja eine gar garstige (Un-)Rechtschreibung, sorry.
> Es gibt also sehr wohl einen Massentransport (und damit Impulse)
> in das von der Blase belegte Volumen.
Uebrigens kann man den Effekt der in solchen Faellen umgesetzten
Energie sehr gut an gebrauchten Schiffsschrauben sehen
(Stichwort Kavitation).
Gruss Matthias