烧开水时为什么有声音

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  烧水是我们家常便饭的事情,每天我们都会烧一壶开水。当水烧开的时候就会有热气冒出来,还会听到“咕噜咕噜、、、”的声音,你们知道水烧开为什么会有声音吗?

  原因

  水壶盛水前,壶壁上吸附着一层空气,添水后,这层空气就变成了无数微小的气泡.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,使汽泡体积增大,当温度达到七八十摄氏度时,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.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.

  拓展

  水的沸点是100摄氏度。因此,我们必须要给水壶加热,水温的升高是一个逐渐的过程。在盛上水之后,壶壁上便有了一层小气泡。当水壶刚开始加热时,由于水壶的底部靠近热源,因此温度也会比水壶其他地方高一些。这样就会使得靠近热源附近的过热水层不断向小气泡内加入水蒸汽,小气泡内部压强变大,小气泡也会逐渐变大,进而浮力也变大。当气泡所受浮力大于其与容器壁之间的吸附力时,气泡便开始上浮。

  随着水壶的继续加热,温度也会逐渐向水壶其它地方传导(由开始的壶底温度向其它地方扩散)。水壶不同深度的水层,温度也不相同。越靠近热源的水层温度越高,而水壶最上面的温度也就最低。上一段讲到的气泡便开始上浮,由于上面的水温越来越低,小气泡内的部分水蒸汽会遇冷凝结成饱和蒸汽,造成气泡内压强迅速减小。这时候,气泡内外的压强就又发生变化了。当气泡外的压强大于气泡里的压强时,上浮的气泡就会迅速变小甚至破裂。水温越接近沸点时,气泡越多。它们不断地上浮、然后又缩小、破裂。这个过程便会使得水壶内处于振动状态,进而引起空气振动,也就是明显的响声。

  随着继续加热,水温继续升高,温度也逐渐传导给水壶的各个部分,容器内各水层的温度基本趋于稳定。尤其是在接近沸点时,更是如此。这样便使得上浮中的气泡不再遇冷凝结,气泡的大小也不再变化,气泡外部的水压逐渐减小,这些气泡最终会迅速膨胀和上浮,直至水面破裂,释放出内部的空气和蒸汽。这时,水便烧开了。此时的响声明显不如没有烧开时。

  同等质量的水,不同功率的热源,水没开时的响声大小,以及时间长短也会不同。热源功率大的,便会造成水温的急剧上升,会引起水中气泡急剧变化。因此,响声也会很响,这种响声所持续的时间也会很短。热源功率小的,便会与之相反。如果不信,感兴趣人的可以留心观察一下,用火灶柴火烧水和电热水壶烧水时的响声情况,便知道了。另外,不同材质的壶,也会引起这种变化。

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