[科普中国]-开水不响，响水不开

生活中，我们烧开水时经常会遇到这种情况，听到水壶已经发出呼啦啦的响声时，你连忙提醒爸爸妈妈去关火，他们却说：“别急，水还没开呢。”

通常，在水快要沸腾时,发出连续的响声，音调很高；另一种是水沸腾时,发出的“噗、噗、噗”的断续响声,音调比前者柔和很多。人们根据这些得出了“响水不开，开水不响”这个结论。为什么水烧开时响声的音调不高,快烧开时响声的音调却很高呢?这里面到底蕴含着什么科学道理呢？

原来，当把水加热时，由于容器中水的温度受热不均匀，导致水的密度不同。底部水温较高的水，它的密度高于上部水温较低的水的密度，使容器中的水形成上、下对流循环，这种对流循环将产生摩擦，带动水的振动，并且带动容器共振，导致振动声响变大。其次，我们都知道当水壶中的水达到一定温度时，容器底部和器壁会出现一些小气泡，这种小气泡是由吸附在容器壁和溶在水中的空气形成的。气泡中除了一定量的空气外，还有因受热而产生的饱和水汽。当温度继续升高时，向气泡内蒸发的水汽就逐渐增多，气泡内的压强也就增大，导致小气泡逐渐膨胀，在浮力作用下由底部上升。上面的水温度较低，气泡内部分水汽又凝结成水，内部压强减小，气泡体积又逐渐缩小。继续加热，原来温度较低的水温度升高，气泡再次臌胀上升，升到一定的温度时，气泡中的部分水汽又要凝结成水，体积又缩小。所以，在加热烧水过程中，随着温度的逐渐升高，气泡体积一会儿臌胀，一会儿缩小，不断上浮，发生振动。当这种振动的频率与容器的频率(固有频率)相同时，就会产生共振现象。这就是为什么我们听到了“轰轰轰”的响声，但水却没有开，即所谓的“响水不开”。

当水被烧开达到沸点后，由于水的对流和热气泡不断地向上运动，使得水的下、中、上层的水温趋于一致，水壶里各部位的水温均达到100℃，它就不会再产生对流循环、摩擦以及它的振动会逐渐变小。水沸腾时，从容器的底部产生的大量水蒸气不断涌出水面，在这个过程中水蒸汽与水之间也会有一定的摩擦，但这种摩擦不大，气泡与容器的共振现象也相对较小，只能听到“嘶嘶嘶”的声响。还有一种情况是在水沸腾时，会发出“叭叭叭”的声响。这种现象是因为水沸腾时，气泡内的压力大于气泡外的压力，气泡迅速膨胀，加速上浮，直至水面破裂释放出蒸汽和空气。随着大量气泡破裂，气压增大冲击到水壶盖，使水壶盖被弹起，释放部分气体后落下，这样的周而复始，就形成了“叭叭叭”的声音。这就是“开水不响”的道理。

小小的烧水壶里面却蕴含着这么多科学原理。其实生活处处都有科学，这就需要我们仔细观察生活，留意生活中的点滴，用科学解答生活中的“奇特”现象。

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