קמתם בבוקר לעוד יום עבודה/סגר/חופש וחשקה נפשכם בקפה או תה תוך כדי קריאת פוסטים של מדע גדול, בקטנה. אם אתם חיים בישראל, מה הדבר הראשון שכנראה תעשו? תרתיחו מים בקומקום החשמלי שלכם [1]. כמעט מיד לאחר שתדליקו אותו תתחילו לשמוע רעש מהקומקום, סוג של זמזום מעצבן, אשר הולך וגובר. לאחר זמן מה ידעך הרעש לכמעט שקט מוחלט ויתחלף בצליל של רתיחת המים (רוצים להיזכר בצלילי קומקומים על ידי צפייה בסרטון באורך עשר שעות (!) של הרתחת מים בקומקום חשמלי? [2]. תוכלו להרגיש כאילו אתם ממש שם עם הקומקום). אם הסיבה לכך אף פעם לא הטרידה אתכם, משמע אתם נורמלים, אך אם מעניין אתכם למה זה קורה, קחו שתי דקות קריאה ותלמדו משהו חדש.

הקומקום החשמלי, שנמצא בכמעט בכל בית בישראל ובכל עמדת שמירה בצה"ל, הומצא רק לפני 65 שנים על ידי חברה בריטית בשם "ראסל הובס" [3]. בניגוד לקומקום המסורתי המתחמם על אש גלויה, אשר מקורה בגז או בחומר שריפה אחר, הקומקום החשמלי מחמם מים על ידי גוף חימום קטן הנמצא בדרך כלל בתחתית. הקומקום פועל בהספק אנרגטי גבוה מאוד, בין 1000 ל-2500 וואט. גוף החימום מתחמם לטמפרטורה גבוהה בהרבה מטמפרטורת הרתיחה של המים, וכך מצליח להעביר שטף חום גבוה במיוחד לחימום מהיר של המים.

כאשר מניחים קומקום על האש, החימום מתבצע בצורה אִטית יחסית. המים החמים, אשר פחות צפופים מהמים הקרים, יעלו למעלה, בעוד המים הקרים ירדו למטה, וכך תשרור בקומקום טמפרטורה פחות או יותר אחידה. לעומת זאת בקומקום חשמלי, מכיוון שתחתית הקומקום המכילה את גוף החימום מתחממת לטמפרטורה כל כך גבוהה, המים הקרובים אליה מתחממים באופן מהיר במיוחד. המים העוטפים את גוף החימום מתחממים כל-כך מהר עד שחלקם מצליחים לרתוח ולהפוך לאדי מים (קיטור) בצורת בועות קטנות. מכיוון שצפיפות אדי המים נמוכה משמעותית משל המים, הבועות ישאפו לעלות למעלה דרך המים הקרים יחסית שמעליהן ואז יתקררו. בשל קירורן, חלק מהבועות מתכווצות וקורסות ולמעשה חוזרות להיות מים נוזליים. לתופעה זו קוראים "קוויטציה", ואחת התוצאות שלה היא, ובכן, רעש. ככל שיותר בועות קורסות במים כך הקומקום מרעיש יותר, וזהו רעש הזמזום המוכר לנו בתחילת פעילות ההרתחה.

בהמשך, עם ההתחממות ההדרגתית של המים בקומקום, בשל ההפחתה בכמות האנרגיה שהמים צריכים כדי להפוך לאדים (כי הם כבר בטמפרטורה גבוהה יותר), כמות הבועות הנוצרות גדלה וכך גם גודלן. כיוון שהבועות גדלות והמים מעליהן חמים יותר, יותר בועות מצליחות לברוח לפְּני שטח המים ולכן הן אינן קורסות. כאשר המים בקומקום יגיעו לטמפרטורה מספיקה, כמעט כל הבועות יברחו והצליל יתחלף בהדרגה מרעש מציק לצליל עמום יותר. לאחר מכן יתחלף שוב הצליל לרעש המזכיר ג'קוזי, שנוצר על ידי בועות גדולות שבורחות ומקפיצות טיפות לוהטות על פני שטח המים, וכך נדע שהמים הגיעו לטמפרטורת הרתיחה.

אז מה מכילות הבועות הללו? בנוסף לבועות אדי המים, הנוצרות בעת חימום המים בקומקום או בסיר, חלק מהאוויר אשר מומס במים באופן טבעי "בורח" והופך לבועות אוויר קטנות (וזה בדיוק מה שדגים נושמים במים), מפני שמים חמים יכולים "להחזיק" פחות אוויר מומס ממים קרים. כך נוצרות בעת החימום הבועות הקטנטנות שנראות כמין ערפל במים, ובועות גדולות יותר לאורך דפנות הכלי. אך בניגוד לאדי המים, אותן בועות כמעט אינן יוצרות רעש, כנראה כיוון שהן אינן מומסות בחזרה לנוזל בצורה "אלימה" אלא בצורה אטית, או שהן בורחות מפני המים. 

אז מה יגביר את תופעת הרעש? קומקומים בעלי גוף חימום חזק יותר ונקי ממשקעים יצליחו לאדות יותר מים בצמוד אליהם ולהגביר את התופעה. בנוסף, מילוי יותר מים בקומקום ימנע מיותר בועות לברוח לפני השטח ויכריח אותן לקרוס בתוך המים, אם כי דברים אלו משתנים בין סוגי הקומקומים השונים. מצד שני תוכלו להשתמש בטכנולוגיות מתקדמות, ובעזרת בקרה מתוחכמת למנוע רעשים אלו [4]. צריך לזכור, התופעה הזאת אינה פוגעת בקומקום אלא רק מציקה - לכם, מפעילי הקומקומים, או לחבריכם כאשר תספרו להם על העובדה הזאת.

הערות: 

[1] סקר על שתיית קפה בישראל

[2] 10 שעות של רעשי קומקום

[3] על הקומקום החשמלי

[4] מחקר על ביטול אקטיבי של רעשי קומקום