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第116章 “开水不响,响水不开”

你看见妈妈烧过开水吗?如果你看见过,你会发现水会发出响声来,你肯定会以为水都发出这么大的声音了,应该是开了吧。妈妈肯定会告诉你,水还没有开,这个叫做“开水不响,响水不开”。开水是不会那么响的,而闹得厉害的水是还没有开的。原因是什么呢?

注意观察一下,你就会发现:水中没有出现气泡时,是听不到响声的,而气泡的产生就会伴随着响声的出现。由此可见,烧开水时发出响声与水中气泡的产生是密不可分的。要揭开“开水不响,响水不开”之谜就要从气泡身上找原因。

一是在沸腾前,水壶里各水层的温度不同,水壶壁附近水层的温度较高,水面附近的温度较低。气泡在上升过程中不仅泡内空气压强随水温的降低而降低,泡内有一部分水蒸气凝结成饱和蒸气,压强也在减小,而外界压强基本不变,此时,水泡外压强大于内压强,于是,上浮的气泡在上升过程中体积将缩小。水泡越往上,就被挤得越厉害。在继续加热的过程中,气泡的产生和膨胀就越来越多,越来越大,当气泡上升到温度较低的地方时,气泡中的水蒸气又要凝结成水,体积又逐渐地减小。那么在这样的过程中,随着温度的升高,气泡的体积一会儿膨胀一会儿缩小,又不断地上浮,在水的中、上部会产生一种振动,当水温接近沸点时,有大量的气泡涌现,接连不断地上升,并迅速地由大变小,使水剧烈振荡,产生较大的响声。

二是在水的温度达到沸点时,由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层,使整个水壶的水温趋于一致。水的内部急剧汽化,气泡内水蒸气达到饱和,密度大气压高,在上升过程中其体积不仅不会缩小,而且还继续增大。这时气泡所受的浮力也在它上升过程中增大,气泡就由底部一直上升到表面而破裂,放出水蒸气和空气。由于此时气泡上升至水面破裂,对水的振荡减弱,响声自然也就小了。

三是水中溶有少量空气,水壶壁的表面小空隙中也吸附着空气,这层空气就变成了无数微小的气泡,这些小气泡起气化核的作用。因吸附力大于气泡受到的浮力,故水并不能使它们脱离壶壁。当水温升高时,气泡周围的水在气泡内蒸发,使气泡体积增大。当温度达到70℃~80℃时,变大的气泡受到的浮力超过了吸附力,它们就要离开壶壁纷纷上升,同时在壶壁上仍遗留下一部分空气。这部分空气会以更快的速度增加体积而上升,上升的气泡遇到周围的凉水,气泡里的水蒸气就要液化,使气泡迅速变小或破裂。由于无数气泡在壶底急剧膨胀,又在上升中迅速变小,壶里的水就处于激烈的振动状态,进而又引起了空气的振动,形成了水声。

还有就是,水对空气的溶解度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少。当水被加热时,气泡首先在容器壁上生成。气泡生成之后,气泡内部的容器壁部分实际上是处于“干烧”状态,而气泡边缘与干烧部分之间处于激烈的汽化过程。由于水继续被加热,这个过程中不断地向小气泡内蒸发水蒸气,使泡内的压强不断增大,结果使气泡的体积不断膨胀,气泡所受的浮力也随之增大。当气泡所受的浮力大到一定程度时,便离开器壁开始上浮,整个过程的声音就像往烧红的铁上倒水一样。

还有,由于气泡体积大小交替变化非常快,使水的振动频率高,水声的音调也就高。后来,由于壶里各处的水温相差越来越小,气泡体积大小交替变化也越来越慢,进而引起的水声的音调就要逐渐变低。沸腾时,气泡在水面上破裂,引起了水面大幅度的翻腾,由此而引起的空气振动频率远不如前者的高,水声的音调也就低了。

这就是俗话常说的“开水不响,响水不开”的道理。

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