为什么“开水不响,响水不开”
寒假里,马小跳主动承担了许多家务,洗碗、烧水都是他的任务。可是,用水壶烧水如何判断是否烧开了呢?宝贝儿妈妈说:“你没听过‘开水不响,响水不开’这句俗语吗?”所以当听见水被烧得哗哗响的时候,马小跳就不管它,待响了一会儿不怎么响了,他才确定水已经被烧开了。揭开壶盖一看,果然水正在沸腾。马小跳想:“开水不响,响水不开”这句话很灵验,可这又是什么道理呢?
水中溶有少量空气,水壶内壁的表面小空穴中也吸附着空气。这些小气泡起气化核的作用。水对空气的溶解度及水壶内壁对空气的吸附量随温度的升高而减少,当水被加热时,气泡首先在受热的水壶内壁上生成。
水继续被加热,在受热面附近形成过热水层,它将不断地向小气泡内蒸发水蒸气,使气泡内的压强(空气压与蒸汽压之和)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于气泡与水壶内壁间的附着力时,气泡便离开水壶内壁开始上浮。这个过程会产生一种好像往烧红的铁上倒水的声音。
在沸腾前,壶里各水层的温度不同,水壶内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,泡外压强大于泡内压强,于是,上浮的气泡在上升过程中体积将缩小,当水温接近沸点时,有大量气泡涌现,使水剧烈振荡,产生“嗡嗡”的响声,这就是“响水不开”的道理。
水继续加热,达到沸腾的温度时,由于对流和气泡不断地将热能带至中上层,整个壶内的水温趋于一致,此时,水内部急剧汽化,气泡内部的水蒸气将达到一种饱和状态,密度大而气压高,这使得气泡在上升过程中不但不会缩小,反而增大,它所受到的浮力也增大。当气泡上升到水面时就会破裂,放出水蒸气和空气,对水的振荡减弱,几乎听不到“嗡嗡”声,这就是“开水不响”的原因。
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