Все с начальной школы знают, что температура кипения — 100°С (при нормальном давлении), но нагревание не происходит равномерно по всему объёму. Чайник, хоть электрический, хоть обычный на плите нагревается по дну. К дну подводится некоторое количество теплоты, которое потом благодаря двум процессам — теплопередаче и конвекции — распространяется по всему объёму воды. Одновременно с этим вода и остывает.
Нагревание воды от ≈25° до 100° — это процесс в котором можно выделить несколько довольно чётко выраженных фаз, и одна из них (самая шумная) — закипание — когда со дна поднимаются мелкие пузырьки, но в более холодных слоях жидкости схлопываются. Вода при этом перестаёт быть прозрачной, а пузырьки еще не добираются до поверхности. При схлопывании пузырька, условно говоря, одна поверхность воды устремляется к другой поверхности, и они сталкиваются друг с другом. Вода около пузырька начинает двигаться, но потом резко меняет скорость и направления движения. Получается маленький гидравлический удар. И так в каждом пузырьке. А их единовременно существуют тысячи, потому что они постоянно образуются и схлопываются.
Тысячи таких щелчков сливаются в единый громкий шум. Громкость шума зависит от того, в каком объёме происходит этот процесс. Кроме того, он содержит много беспорядочных высокочастотных гармоник, которые воспринимаются как более громкие, чем низкочастотные. Посмотрите в таблице с санитарными нормами эквивалентные уровни звука для шума разных частот.
Не все чайники одинаково шумят. Если 1) обеспечить хорошую конвекцию (например, нагревать воду не по всему дну, а сбоку, чтобы конвекция была упорядоченной) и 2) режим нагревания сделать таким, чтобы шумная фаза проходила быстрее (например, увеличивать мощность в определённый момент), то шум заметно ослабить.