Dlaczego woda daje skwierczący dźwięk, gdy wlewa się do wyjątkowo gorącego naczynia?

Skwierczący lub wyskakujący dźwięk występuje, gdy woda jest nagle dodana do wyjątkowo gorącego naczynia, wynika z procesu zwanego efektem Lewenfrost. Gdy do gorącego naczynia dodaje się kropla wody, natychmiast zaczyna odparować po kontakcie z gorącą powierzchnią, tworząc warstwę pary wodnej otaczającej kroplę wodną. Ta warstwa pary wodnej działa jako bariera między kroplem wody a gorącą powierzchnią, zapobiegając ochłodzeniu wody i spowalniając szybkość parowania.

Ze względu na barierę pary kropla wody zasadniczo unosi się lub „lewituje” na poduszce pary wodnej. Właśnie dlatego kropla nie rozprzestrzenia się na gorącej powierzchni i zachowuje swój kształt przez krótki czas. Kropla wody może nawet podskakiwać w naczyniu, gdy odbija się na warstwie pary wodnej.

Podczas tego procesu para wody szybko się rozszerza i pchają powietrze wokół kropli wody. Kolizja między rozszerzającymi się parą wodną a cząsteczkami powietrza powoduje fale dźwiękowe, które słyszymy jako skwierczący lub wyskakujący dźwięk. Na dźwięk wpływa również wielkość kropli wody, ciepło naczynia i właściwości cieczy.

Gdy coraz więcej kropli wody wpada do naczynia, łączą się i ostatecznie tworzą ciągłą warstwę pary pod całym zbiornikiem wodnym. Gdy tak się stanie, wyskakujący dźwięk ustępuje, a woda zaczyna się gotować i odparować w bardziej zwykły sposób.

Efekt ledenfrostu nie ogranicza się tylko do wody, ale może również występować w przypadku innych cieczy w zależności od ich temperatury wrzenia i temperatury gorącej powierzchni.