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响水不开,开水不响

2023-05-30本刊综合

发明与创新·初中生 2023年3期
关键词:响水响声水蒸气

本刊综合

俗话说,“响水不开,开水不响”。在烧开水的过程中,我们总能听到汽笛般的响声。随着水温的上升,容器内的响声越来越大,而在水沸腾之后,响声又逐渐消失。这件事看起来十分平常,但是你知道这其中的原理吗?

响水不开

水沸腾的过程需要不断从热源吸收热量。在水被加热的过程中,容器内的水受热不均匀,导致不同位置的水温不同。靠近热源的容器底部的水温较高,而靠近水面的水温较低。

由于空气在水中的溶解度随着温度的升高而减小,吸附在容器壁和溶在水中的空气会形成小气泡。这些小气泡随着水温的上升不断膨胀,当其膨胀至一定大小时,就会在浮力的作用下脱离容器壁上浮。

当这些气泡接近水面时,由于靠近水面的水温较低,气泡的热量会被温度较低的水迅速吸收,气泡中的水蒸气重新凝结成水。此时气泡内压强减小,其体积在水压的作用下急剧缩小,迅速破裂。气泡体积的剧烈变化会引起水体的剧烈震动,这些震动就是声音的来源。

此外,由于热胀冷缩,容器底部和靠近水面的水温不同,水的密度也不同,容器中的水会形成上下对流。而这种液体的对流会产生摩擦,带动水的震动,从而使响声变大,产生汽笛般的声音。

开水不响

如果持续对水加热使其沸腾,水中的对流和气泡的运动会将热量均匀带到水中的各个位置。当水中各部分的温度趋于相同时,气泡在上升的过程中不会因水温的变化而发生剧烈的体积变化,水中的对流也会逐渐消失。水体的震动减小,响声也会逐渐减小。

但由于水沸腾时,大量水蒸气从容器底部涌出水面,膨胀的气泡也上浮至水面发生破裂而释放出其中的水蒸气,这个过程也会发出微小的声音。这种响声与水未沸腾时的巨大响声相比,几乎可以忽略不计。这就是“开水不响”的原理。

虽然“响水不开,开水不响”是对烧开水这一现象的总结,但其中也蕴含着人生哲理。生活中,一些对知识一知半解的人往往喜欢评头论足,说得天花乱坠。而那些真正有學问的人往往不轻易发表意见,就像烧开了的水,没有响声。

看似平常的烧水过程,却蕴含着丰富的科学原理和人生哲理。生活中还有许许多多的奇妙现象等着我们去探索和发现。

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