关于“开水”的物理趣谈

1.为什么“开水不响，响水不开”？

水正在被加热，如果听到“呼呼声”，这意味着水没有沸腾。如果声音消失(减弱)，水就会沸腾。为什么水在沸腾前后会有不同的现象？

在水温没有达到沸点之前，被加热的水被蒸发掉了。当水温达到90℃左右时，容器的底部和侧壁上会出现许多小气泡。这些小气泡是通过分离水中溶解的空气形成的。当水温上升时，气泡受热膨胀。同时，气泡周围的水以蒸发的形式产生的水蒸气也进入气泡，促使气泡变大。随着气泡体积的增加，其浮力也增加。在浮力的作用下，气泡从容器的底部和侧壁分离并上升。在上升过程中，当到达温度较低的上层时，气泡中的水蒸气会液化成气泡，然后变小消失。由于大量的气泡从小变大，然后从大变小，会产生“呼呼声”，所以“回响水”不会沸腾

当水温达到沸点并且按钮继续加热时，水就会沸腾。沸水各部分的温度是相同的，并且保持不变。此时，容器底部和侧壁产生的气泡量在上升过程中会一直增加。当到达水面时，气泡会破裂并释放出水蒸气。这时，气泡破裂的声音比沸腾的声音小得多。因此，沸水可以被认为是没有声音的。

2.把热水瓶装满热水。绝缘效果最好吗？

大多数人认为热水瓶装满了水，这是保持温暖的最好方法，但事实并非如此。当水充满时，100℃的水直接转移到外面，因为水的传热速度是水蒸气(或空气)的四倍。热水瓶里的水太多了，水面和软木塞之间的距离很短。这样散热速度就会慢得多，保温效果也会更好。

3.烙铁锅如果在水里煮，就不会烧坏。为什么不把它放在火上，它会很容易烧坏的？

当壶中有水时，壶中的水温达到沸点后不会再上升。水壶的温度仅略高于水的沸点，但它不能达到锡的熔点，所以水壶不会烧坏。如果水壶里没有水，水壶的温度接近火焰的温度。这样的温度超过了锡的熔点，锡会融化成液体，水壶会漏水。

4.当水沸腾时，在盖子或喷口上方的一定高度可以看到白色的空气。为什么在盖子或壶嘴附近看不到它？

这是因为靠近盖子或喷口的温度相对较高，所以水蒸气不能液化，而远离盖子或喷口的温度相对较低，所以水蒸气液化，形成微小的“水滴”和“白色气体”。

我国南方有一种冷却水壶，夏天放入开水后，它会迅速冷却，一般比温度略低。这是为什么？

因为这种冷却水壶是由粘土制成的，水可以渗透出去，渗透到容器外壁的水将迅速蒸发，当水蒸发时，大量的热量将从容器和容器内的水吸收，因此当水温迅速降低到与容器外的水温相同时，水将渗透、蒸发并从水中吸收热量，从而水温将继续降低。然而，由于水温低于该温度，水将从周围空气中吸收热量，导致水温下降过低。

6.有时从热水瓶里倒出一大杯开水后，瓶塞就会跳起来。为什么？

外面的冷空气趁机钻进热水瓶。当瓶塞是冷的，冷空气被密封在瓶子里，用热开水传递热量。当冷空气的温度上升，气体膨胀做功时，瓶塞就会被抛出瓶口。这时，只需轻轻塞住瓶塞，然后摇动几下热水瓶，将大量的水蒸气从开水中蒸发掉，将冷空气从热水瓶中驱逐出去，然后紧紧地按下瓶塞，这样就不用担心了。

7.将沸水倒入一个厚玻璃杯中。玻璃经常碎。原因是什么？

当沸水倒入一个厚玻璃时，玻璃的内壁受热膨胀，这将使内径变大。然而，由于玻璃是不良导体，并且不擅长传热，玻璃的外壁不能快速吸收热量和热量，因此玻璃的外壁很少膨胀，内壁的膨胀受到阻碍，导致很大的力，这经常导致玻璃破裂。