物態變化—開水不響 響水不開

 

　　為什么開水不響，響水不開

 

　　我們知道，水中能溶有少量空氣，容器壁的表面小空穴中也吸附著空氣，這些小氣泡起氣化核的作用。水對空氣的溶解度及器壁對空氣的吸附量隨溫度的升高而減少，當水被加熱時，氣泡首先在受熱面的器壁上生成。

 

　　氣泡生成之后，由于水繼續被加熱，在受熱面附近形成過熱水層，它將不斷地向小氣泡內蒸發水蒸汽，使泡內的壓強（空氣壓與蒸汽壓之和）不斷增大，結果使氣泡的體積不斷膨脹，氣泡所受的浮力也隨之增大，當氣泡所受的浮力大于氣泡與壁間的附著力時，氣泡便離開器壁開始上浮。

 

　　在沸騰前，窗口里各水層的溫度不同，受熱面附近水層的溫度較高，水面附近的溫度較低。氣泡在上升過程中不僅泡內空氣壓強P.隨水溫的降低而降低，泡內有一部分水蒸汽凝結成飽和蒸汽，壓強亦在減小，而外界壓強基本不變，此時，泡外壓強大于內壓強，于是，上浮的氣泡在上升過程中體積將縮小，當水溫接近沸點時，有大量的氣泡涌現，接連不斷地上升，并迅速地由大變小，使水劇烈振蕩，產生“嗡，嗡”的響聲，這就是“響水不開”的道理。

 

　　對水繼續加熱，由于對流和氣泡不斷地將熱能帶至中、上層，使整個溶器的水溫趨于一致，此時，氣泡脫離器壁上浮，其內部的飽和水蒸汽將不會凝結，飽和蒸汽壓趨于一個穩定值。氣泡在上浮過程中，液體對氣泡的靜壓強隨著水的深度變小而減小，因此氣泡壁所受的外壓強與其內壓強相比也在逐漸減小，氣泡液——氣分界面上的力學平衡遭破壞，氣泡迅速膨脹，加速上浮，直至水面釋出蒸汽和空氣，水開始沸騰了。也就是人們常說的“水開了”，由于此時氣泡上升至水面破裂，對水的振蕩減弱，幾乎聽不到“嗡嗡聲”，這就是“開水不響”的原因。