趣谈开水的声音

1.为什么“开水不响,响水不开”?

声音是由物体的振动产生的,故在研究声音的性质时,首先要确立这个振动的物体是谁,然后再展开研究。通常人们听到水声是由水的振动产生的,但由于开水温度较高且易汽化,总伴随着大量的水蒸气,因此也出现了许多有趣的声现象。 一、响水不开,开水不响 生活中常有这样的经验:烧水时水壶内哧哧作响,这时水还没有被烧开;过了一会儿声音小了,水反而烧开了。这是因为炉火温度远远高于100℃,所以,靠近壶底的水吸热后温度先达到沸点,汽化后形成气泡,当水的温度继续升高时,向气泡内蒸发的水蒸气也就逐渐膨胀,然后由底部上升。当这些上升的气泡遇到上、中层温度较低的水时,气泡内的部分水蒸气又马上液化成水,体积又逐渐缩小至消失。当这些气泡一胀一缩时,就导致了水的振动,从而使水发出“呼呼”的响声。当水烧开的时候,水壶里水的温度均达到沸点,这些气泡里的水蒸气不仅不会液化,还会因为受到液体压强减小体积变大,受到的浮力也就变大,于是气泡就由壶底一直上升到水面破裂放出水蒸气,这样就使得水的振动较小,所以开水的响声很小甚至消失。 二、热水瓶里的声音 在向热水瓶中灌水时,瓶中会有嗡嗡的声音发出,且随着水灌得越多,音调也越高。因此人们可以根据音调的高低来判断瓶中水位的高低,这是为什么? 原来向瓶中灌开水时,瓶中空气由于水流激荡就会发生振动而发出声音,开始时空气柱较长,振动频率小,发出的声音音调低;水灌得越多,空气柱越短,振动频率越大,发出的声音的音调也就越高了。 三、开水落地的声音 不小心把开水倒在地上,发出低沉的噗噗声,而冷水倒在地上,声音却比较清脆。这是因为开水汽化快,周围总被一层厚厚的“白气”(水蒸气遇冷液化成的小水珠)包住,开水倒在地上时,这些“白气”起了缓冲作用,因此发出的声音比较低沉;而冷水落地是直接和地面碰撞,声音比较清脆。 四、水壶的叫声 目前市场上有一种水壶,用它烧开水时,水未烧开时一切正常,但当水烧开后,它却可以自动发出一种类似火车汽笛的声音,打开水壶盖观察,就会发现壶盖上装有气流旋转通道,里面还装了薄铜片。水烧开前气流很小,不足以冲动铜片发声;水烧开后由于产生了大量水蒸气,通道中气流速度加快,引起铜片振动发声,就能及时提醒烧水的人。 五、铁锅里的声音 铁锅可以烧水,但是随着铁锅温度的不同,在其中只滴入少量的水,也会有不同的现象产生,把铁锅在火上微烤一会儿,滴入水后,水很快扩展开并冒出“白气”,直至水干。如果再烤一会儿再滴入水,会发现水中不断有气泡的泛动,同时发出哧哧声,这实际上是水滴以沸腾,由于水少,放出的气泡直接在锅的表面振动并破裂,因而发声,但如果当铁锅烧红后再滴入水,可以看到水滴在锅里滚来滚去,伴随着吱吱声,越滚越小,直至消失,这是由于铁锅温度太高,水滴滴入后会在锅表面急剧汽化,产生的大量水蒸气足以把小水滴托起,在锅内滚动并振动,由于水滴直接振动,发出的声音也较高。 油的沸点比水高,把油倒入锅中烧一会儿,此时油虽未沸腾,但温度已远大于100℃,一旦不慎有水滴入,会听到响亮的劈啪声,并看到液滴四溅,这实际上是水滴在急剧沸腾并急剧振动,同时也带起油滴四处飞溅所致。因此抄菜时为安全起见,一般要等到锅内水干后,才能放油抄菜。

正在加热的水,如果听到水发生“呼呼”的声音,就说明水还没有沸腾,若响声消失这时水就烧开了。为什么水在沸腾前后有不同的现象发生呢?

威尼斯人app下载,水温学未达沸点前,正在加热的水是以蒸发的方式汽化的,用容器给水加热时,当水温达到90℃左右时,在容器的底部和侧壁会发现许多小气泡,这些小气泡是溶于水中的空气被分离出来而形成。当水温升高后,气泡受热膨胀后变大的,同时水泡周围的水以蒸发的形式产生的水蒸气也要进入气泡促使气泡变大,随着气泡体积的增大,其受到浮力也增大,在浮力的作用下,气泡脱离容器底和侧壁上升,在上升的过程中到达温度较低的上层时,气泡内的水蒸气又要液化成水气泡便变小,消失了,由于大量气泡由小变大,又由大变小分替运行,便发生“呼呼”的声音,所以“响水”是没有被烧开的。

当水温达到沸点扣继续加热时,水就要沸腾,沸腾水的各部分温度相同并保持不变,这时容器底和侧壁产生的气泡在上升的过程中,体积一直变大,到水面时气泡破裂,释放出水蒸气,这时气泡的破裂声比沸腾的声音小得多,因此可以认为开水是没有声音。

2.将保温瓶中的热水灌满,保温效果是不是最好?

大多数人认为保温瓶中的水灌满,以为这样保温效果最好,事实并非如此。当水灌满时100℃的水直接向外传递,因为水的传热速度是水蒸气的四倍。保温瓶中的水太满,在水面和软木塞间有一小段距离。那么热量散失的速度就慢得多,其保温效果会更好。

3.用锡焊的铁壶烧水不会坏,为什么不装水把它放在火上易烧坏?

壶内有水时,壶内的水温达到沸点后就不再升高了,壶的温度只比水的沸点略高一些,而达不到锡的熔点,因此壶不会烧坏。若壶内没有水,壶的温度就接近火焰的温度,这样的温度超过锡的熔点,锡熔化变成液体,壶就漏水了。

4.当水烧开后,在壶盖或壶嘴上方一定高度处能看到“白气”,为什么紧靠壶盖或壶嘴的地方却看不到?

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