Miksi vedenkeitin pitää ääntä?

Vedenkeittimen kumina: Kiehumisen kuulokas kaiku

Vedenkeitin on monille tuttu keittiön ääni: kumina, joka kuuluu silloin tällöin tyhjilleen kuivassa keittiössä. Miksi vedenkeitin pitää tätä omintakeista ääntä? Vastaus on yllättävän yksinkertainen, vaikka ilmiö onkin fysikaalisesti monimutkainen.

Perusperiaate on veden kiehumisessa tapahtuva höyryn muodostuminen. Sähkövastus kuumentaa vettä kiehumispisteeseen. Kun vesi lämpiää, sen lämpötila nousee ja nesteessä alkaa muodostua höyrykuplia. Nämä kuplat nousevat ylöspäin vesimassaan, ja niiden koko kasvaa, kun lämpötila nousee ja höyrynpaine kasvaa.

Kiehumisen alkupuolella kuplat ovat pieniä ja niitä on vähän. Siksi ääntä ei kuulla. Kun vesi alkaa kiehua, kuplat kasvavat nopeasti ja niiden määrä lisääntyy räjähdysmäisesti. Tällöin kuplat törmäävät toisiinsa ja nestepintaan, aiheuttaen kuultavaa ääntä. Tässä vaiheessa vedenkeittimen kuminan intensiteetti on voimakkaimmillaan.

Mitä vedenkeitin kuumenee voimakkaammin, sitä enemmän kuplia syntyy ja sitä voimakkaammin ne törmäävät. Tämä tekee äänen voimakkaammaksi ja ehkä jopa epämiellyttäväksi.

Kiehumisen päättyessä kuplien muodostuminen vähenee. Ääni hiljenee ja lopulta häviää. Tämä johtuu siitä, että kaikki vesi on muuttunut höyryksi ja höyrykuplien törmäilyä ei enää ole. Tämän jälkeen kuultavaa ääntä ei enää ole, vaan ainoastaan mahdollisesti kiehuvan veden höyryjen kohina.

Mutta mitä tapahtuu, kun vedenkeitin kytketään päälle, mutta vesi ei vielä kiehu? Silloin kuultavaa ääntä ei ole. Ääni alkaa vasta kiehumisen alkaessa, ja sen voimakkuus ja ominaisuus vaihtelee kuplien syntymisen ja niiden repeämisen mukaan.

Vedenkeittimen äänen erottaa helposti muista keittiön äänistä. Se on omintakeinen ja usein jopa hieman tyydyttävä ääni, joka kertoo kiehumisen alkamisesta. Se on fysikaalinen ilmiö, joka liittyy nesteiden kiehumiseen ja sen mukana tulevaan höyryn muodostumiseen ja kuplien törmäilyyn.