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ヤカンで水を沸かしている時、沸騰するほんの直前に、グツグツと湧く音が一瞬止みますがどうしてでしょう。
ヤカンは沸騰するとピーとなる仕組みのものですが、熱くなるにしたがって水が沸く音もだんだん大きくなってきますよね。それが沸騰するほんの直前、音が止んでからピーっと鳴り出すんです。
ヤカンを火にかけたまま他の事をしている時など、その一瞬を合図に火を消しに行ったりするので聞き間違いではないと思います。
これは科学ではどのように説明されるものでしょうか。教えて下さい。

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A 回答 (4件)

水の沸騰は結構複雑です。



<第一段階>
まずコンロで加熱しているのはやかんですから、やかんの温度が上昇し、それがやかんの壁面に接している水に熱が伝わります。

それにより次に水の温度が上昇し始めます。

壁面で温められた水は対流により上昇し、また壁面には冷たい水がきて暖められるということが繰返されます。

壁面は初めはこの水に熱を奪われるのであまり温度は上がりません。

やがて水の温度が上がってくると、やかんの壁面の温度も上昇していきます。

<第二段階>
ある程度たつと壁面の温度はかなり高くなり、それに接して熱を貰う水の温度も高くなり、初めに水に解けている空気が、そして壁面温度が100℃を超えて水も100℃以上に加熱されるようになると水自身が水蒸気になり始めます。しかし全体の水がまだ100℃よりも低い場合には、その水蒸気は周りの水で冷やされ、また大気圧につぶされます。ちなみに溶けている空気が気泡として発生すると、その気泡の面では水が蒸発しやすい、つまり水蒸気になりやすいです。そのため水蒸気になるときにまた気化熱といい熱を周囲から貰うためなかなか温度上昇はしません。
この状況でシューという音が聞こえているわけです。なぜならば発生した気泡が再度はじけたりしてなくなるのでその衝撃が壁面に伝わるためです。

更に言うとこの状態では壁面から水への熱伝達が多少悪くなります。壁面に気泡が出来るということは接する水分子が少なくなることを意味します。つまり熱伝達が悪いので上記の状態は割と長く続くわけです。

<第三段階>
さて、水温が100℃付近まで来ると、発生した水蒸気は壁面近傍で冷やされつぶされて消滅せずに水中に上昇するようになります。そうすると、

・壁面付近で気泡がつぶれないので壁面にはあまり伝わらず音は小さくなる
・壁面と水の間の気泡の発生が少なくなるので、熱伝達が急激に良くなり加熱が加速する

という2つの現象が起きて、水温度全体が更にぐっと上がることになりついには沸騰(壁面でどんどん水蒸気になり空中に出て行く)という現象に至るわけです。

ちなみに突沸が発生するのは、壁面と水の親和性がよく、また気泡の発生(含まれる気体がほとんどないなど)が少ないなど第二段階での熱伝導率があまり悪くならないというケースで、水温上昇を緩和するものがないためにおきるためです。
これを改善させるために沸騰石などで気泡を意図的に仕込むわけです。沸騰石で発生した気泡では先に説明したように水が水蒸気に変りやすいので水の急激な温度上昇を緩和するわけです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
お礼が遅くなりすみません。
皆さんが下さった回答が本当に専門的で頭が未熟な私にはなかなか理解に苦しむところがありました。
科学的にはどうでしょう?と自分で聞いておきながら失礼な話ではありますが。
‘こういう理由で音が小さくなる’
とはっきり記して下さったmickjey2さんにポイントさせていただきました。
水の沸騰も科学的に見ると複雑でおもしろいものなんですね。
今度、一連の過程をずーっと見てみようと思います。

お礼日時:2005/04/22 22:21

補足的に...



大学の伝熱学の授業などだと,沸騰現象を取り扱いますが,
#3さまおっしゃるような,結構複雑な過程を経るものです.
「沸騰曲線」として表されます.

特に現実的な沸騰現象は,やかんの微小な傷によって誘発されるものです.
完全に滑らかな傷ひとつないやかんでの沸騰は,
我々が台所で見るものとは違っている筈です.

音については,「キャビテーション」と言う現象が原因で,
これは長期的に見ると物体を破壊させるほどの強烈な現象です.
小さいので我々にはたいしたことないように思えるのですが,
例えば飛行機が飛ぶとき,翼の表面付近で同じようなあぶくが出来てははじけることで,
遂には翼を折るほどの危険な要因となります.
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
皆さんの回答を見せていただいて、その複雑さに驚いています。
大学の授業ですか。複雑な説明になるのも頷けます。
私も久しぶりに授業を受けているような気分で頭を使いました。
日常の様々な何気ない事にも科学の目が光っているんですね。

お礼日時:2005/04/22 22:26

>>沸騰するほんの直前に、グツグツと湧く音が一瞬止みますがどうしてでしょう


はい、グツグツ沸いているのは「水に溶けている」空気が追い出されている状態です。
少し危険ですが(!!)完全に沸騰しているヤカンをそのままゆっくり冷やして、再度加熱してみて下さい。
突如「どっかん」と沸騰します。
これを「突沸」と言いまして、実験などの時は「絶対やってはいけない」ことになっています。実験装置などが「ブッ飛んじゃう」ことがあるためです。
滑らかに沸騰させるためには「沸石」といって「多孔質」の小さなかけらを入れてやると、この中のガス分へ水が蒸発していき常に泡が出るため突沸しません。
この「沸石」も一度しか使えません。(内部のガスが水で置き換えられてしまう)
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
お礼が遅くなりすみません。
詳しく答えてくださったのに、私の理解能力が未熟かもしれないのですが‥
つまり、滑らかに沸騰すれば、音が一瞬止むという現象はないということなのでしょうか。
突沸(あらら?熟語変換できませんね)する前兆、嵐の前の静けさなのでしょうか。
理解の仕方が間違えていたらご指摘下さい。

お礼日時:2005/04/22 22:06

水が100度になり気化するとき気化熱が必要になります


気化熱を周りから奪うので気化できないほうの水の温度は下がります
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
お礼が遅くなりすみません。
100度というのは十分熱いと思うんですけど、更に熱が必要になるということでしょうか。水もヤカンも熱い状態でなぜ水の温度が下がるのでしょうか。
すみません、明快に答えていただきましたが、私の頭では今ひとつ理解に苦しんでおります。

お礼日時:2005/04/22 22:01

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水を沸かす為にやかんを火にかけますよね。すると、暫くすると「チンチンチン」って音がしだします。
小さい頃習ったはずなんですが、理由を失念してしまいました。
どなたか、教えてください。

Aベストアンサー

キャビテーション(空洞共振です)
薬缶に接している水は高温になって蒸発し微小な気泡が出来ます
気泡は薬缶から離れて上昇しますが水に冷やされて水蒸気が液体に戻ります
このときに泡がつぶれて音が発生します
この現象が連続して発生し薬缶に共鳴して私たちに聞こえるのです
薬缶の質によって音は違います
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Aベストアンサー

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Aベストアンサー

何リットルは何秒とか決まってると思うのですが水の量によっての早見一覧表とか
● 正確な時間は難しいですね
  1)水温の違い、冬10℃ 夏20℃とすれば、相当違いますね
  2)火力はコンロ機種で異なる
  3)コンロのバーナー部の汚れでも異なる
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      28Cmの方が30%程度短い時間で沸く     
  5)底の平たい鍋、丸い鍋の違いでも異なる
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中一の子供に
「水は100度で蒸発するって習ったけど、部屋や外に置いてある水が、沸騰してないのに、ちょっとずつ蒸発してるのはなんで?」
と聞かれました。
どなたか中学生にもわかるように、説明していただけるかたいらっしゃいませんでしょうか!(自分もそういわれると、気になってしょうがなくなりました・・笑)

Aベストアンサー

 「今日はじめじめしてますね」とか、「異常乾燥注意報発令中」とか聞いたことありませんか? どれも、湿度つまり空気中の水蒸気の量を問題にしている言い方です。もっと直接的には「今日の○○時の湿度は△△%程度です」などという表現をすることもあります。

 この湿度というのは何を基準にしているかというと、その時の温度で、空気中に存在することが可能な水蒸気量です。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるというわけです。

 さて、液体の水は、互いに結びついて完全に固くはならない(氷にはならない)けれど、完全に切り離されてばらばらにもならない(水蒸気にならない)状態にある水の「分子」の集まりです。この集まりの中には、ちょっと"元気な"分子もいて、中には空気中に飛び出してしまうものがあります。一方、空気中の水蒸気の中にはちょいと"元気"がなくなって、"おとなしくしている水"の仲間に加わるものもあります。

 このような性質を持つ水を、空気といっしょに密閉容器に半分くらい入れて温度が一定の状態に保ってみましょう。最初は水蒸気がなかった、つまり完全に乾燥した空気があるとします。初めのうちは、水の中の"元気者"がどんどん出て行って空気中に広がり、湿度が上がっていきます。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるので、そのうち容器の中の空気は水蒸気でいっぱいになってしまいます。湿度100%です。こうなってしまうと、後は、ちょいと"元気がなくなって"水に戻る分子と"元気よく"水から飛び出す分子の割合が等しくなって、見かけ上何も変化が起こらなくなります。

 密閉容器の場合は、上記のようになりますが、水が部屋や外にある場合は、空気は大量にありますしどんどん入れ替わりますから、周囲の空気の湿度が何かの理由で100%にならない限り、水からは分子が逃げ出す一方になります。そのために、からっとした季節には、雨上がりにあった水たまりがいつの間にか蒸発してなくなったり、洗濯物がよく乾いたりするわけですね。逆にじめじめした季節には乾きが悪くなります。

 ちなみに、水は1気圧のもとで100℃で沸騰します。このときも蒸発は起こっていますが、水の表面ではなくて内部でいきなり気体になる(この現象を「沸騰」と呼んでいます)分子の方が圧倒的に多くなるので、目立たなくなります。

("元気"のような擬人的な表現を使いましたが、本来は"運動エネルギー"のような物理用語を使わなければいけません。中学生にもわかるように、ということですので、敢えて"禁断の"表現法を使いました。)

 「今日はじめじめしてますね」とか、「異常乾燥注意報発令中」とか聞いたことありませんか? どれも、湿度つまり空気中の水蒸気の量を問題にしている言い方です。もっと直接的には「今日の○○時の湿度は△△%程度です」などという表現をすることもあります。

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Qカレーライスのベストな煮込み時間

カレーライスを美味しく作るのに、具やスパイスは勿論大切ですが、煮込み時間も結構重要な要素と思うんです。
飲食店のように一晩でも続ければ美味しくなるとは思いますが、まずは個人家庭用ということで。

市販のカレールーの場合ですが、
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今ちょうどルー前の煮込みに入ったところで、とりあえず20分間目標です。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは
私は、スジ肉や塊肉を使う時は、圧力鍋で20分ほど
その後、ルーを入れたら15分ほどで完成!
ですが、薄切り肉の場合
玉ねぎニンジンを切り、ラップしてレンジで7分とか完全に火が通るまで!
深さがあって底が平たいフライパンでバターで炒める
肉等を加えて、ある程度火が通ったら、お湯か水を入れる
好みの煮え加減でルーを入れ、15分ほどで完成。
手早く作れば30分ほどで完成します。
私はジャワカレーが好きですが、ルーによっては最適な煮込み時間が違うかも?
ところで、同じぐらい(もうちょい短かったかな)の時間でできる
ガッテン流カレーも大人向きで美味しかったですよ。

圧力鍋は、ホントに時短出来るのでオススメ。
丸ごと材料を入れる事が多いので、
もしこれから買うならちょっと大きめのサイズが良いかもです!


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