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揭秘烧水壶的奥秘,你知道为什么响水不开,开水不响吗?
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要了解水在加热过程中会经历三个阶段,分别是自然对流、过冷沸腾和饱和沸腾。 自然对流阶段是指水刚开始加热时,由于水壶底部的水受热最快,温度最高,密度最低,所以会上升,而水壶上部的水相反,会下沉。这样就形成了一个上下对流的循环,促进了水的均匀加热。这个阶段,水中溶解的气体会被释放出来,形成一些小气泡,但这些气泡很快就会上升到水面消失,所以不会产生明显的声音。 过冷沸腾阶段是指水被加热到50℃以上,但还没有达到沸点的时候。这个阶段,水壶底部的水温度已经超过了沸点,但由于水的表面张力和粘滞力的作用,水并没有立即沸腾,而是形成了一种过冷的状态。这时,水壶底部的水会在一些微小的凹凸处形成水蒸气的核心,也就是我们常说的汽化核心,然后迅速扩大成为水蒸气气泡。这些气泡在浮力的作用下,会向上升,但由于水壶中部和上部的水温度还没有达到沸点,所以气泡在上升的过程中,会遇到温度较低的水,导致气泡内的水蒸气部分凝结,气泡体积缩小,压强降低。这样,气泡就会在水中不断地膨胀和收缩,产生振动。当这种振动的频率和水壶的固有频率相同时,就会发生共振,放大了声音,形成了呼啦啦的响声。这就是我们所说的“响水不开”的现象。 饱和沸腾阶段是指水被加热到沸点,也就是100℃的时候。这个阶段,水壶中的水温度基本一致,都达到了沸点,水的对流循环减弱,水壶底部产生的水蒸气气泡可以直接上浮到水面,释放出水蒸气。这时,水中的气泡不会再发生膨胀和收缩的振动,所以声音减小,只能听到嘶嘶嘶的声音。这就是我们所说的“开水不响”的现象。
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