俗语有云：“响水不开， 开水不响”， 这是一个大家都感受深刻的现象——在水快要烧开前， 容器内总是会发出明显的响声， 以前的铁壶更是犹如鸣笛一般， 但在水烧开之后却会安静得多 。 这早已被人们视为理所当然的事情， 但你又是否了解其背后的科学原理呢？
要明白为什么会“响水不开， 开水不响”， 我们首先需要知道两个简单的物理学常识：1. 空气在水中的溶解度是随着水温的上升而下降的， 也就是说， 水温越高其所能溶解的空气就越少；2. 水越深压强越大， 反之亦然 。 需要加热的水本身就含有一定量的空气， 并且由于容器内壁表面并非完全光滑， 也会吸附有少量空气 。 在烧水过程中， 这些空气变成气泡后的不同情形导致了响或不响的不同结果 。
通常情况下， 水的沸点是100摄氏度， 要将其烧开需要吸收足够的热量， 水温的升高是一个渐变的过程 。 靠近热源的容器底部温度无疑会更高， 因此在烧水时会首先在受热面的容器壁上形成许多小气泡 。 生成气泡后， 受热面附近的过热水层会不断向小气泡内加入水蒸气， 导致其内部压强增加、体积膨胀、所受浮力增大， 当气泡所受浮力大于其与容器壁之间的附着力时就会开始上浮 。
在水沸腾之前， 容器内不同深度的水层温度并不相同， 越靠近受热面附近的水层温度越高， 反之越低 。 气泡在上浮过程中， 由于水温会越来越低， 再加上泡内部分水蒸气会凝结成饱和蒸汽， 导致气泡内压强迅速减小， 尽管外部水压也会有所减小， 但总体来说仍以前者的减小速度更快 。 因此， 当气泡外压强大于气泡内压强时， 上浮的气泡在抵达水面前就会迅速变小和破裂 。 水温越接近沸点， 这种现象就越明显 。 大量气泡的形成、上浮、然后又缩小破裂的过程使得水内剧烈振荡， 发出响声， 形成了“响水不开”的现象 。
随着对水的继续加热， 以及对流和气泡的热传递作用， 使得容器内各水层的温度基本趋于稳定 。 这样， 当气泡脱离容器壁上浮时， 其内部的饱和蒸气就不会再凝结， 同时外部水压也在减小， 整体结果是气泡外压强不会大于气泡内压强， 最终使得气泡能够迅速膨胀和上浮， 直到接触水面并释放出内部的空气和蒸汽 。 这时， 水开始沸腾被烧开， 而因为气泡是在水面才破裂， 所以形成的振荡明显减弱， 便有了“开水不响”的现象 。
【为什么“响水不开，开水不响”？】根据上述原理我们可以推论， 对于同等质量的水， 如果用来加热的热源功率越高， 那么“响水”的时间就会越短、响声也就会越大 。 有兴趣的朋友不妨对比一下柴火灶烧水和电热水壶烧水时“响水”的动静和时长， 就能轻松验证这个小推论了 。
（作者：邹中林）
以上内容就是为什么“响水不开， 开水不响”？的内容啦， 希望对你有所帮助哦！
推荐阅读
- 我们为什么不愿道歉？
- 为什么猴子爱玩“尿”？
- 为什么“科学怪人”形象广为流传？
- 为什么95%的ATM还在用微软XP？
- 为什么你比别人冷？
- 猫咪睡觉时有这些“小怪癖”，暗示了它对主人的爱意
- 中国大妈为什么必须占据广场？
- 和机器人会有“性”福生活吗？
- 地震求生有“活命三角”吗？
- 为什么缺乏睡眠会让人脸色难看？