“开水不响，响水不开”中的物理学解释

◆贺达晨

“开水不响，响水不开”中的物理学解释

◆贺达晨

俗话说“开水不响，响水不开”，这是我们深刻感受的一种现象。但是什么原因导致这种现象的出现呢？对于这种现象的产生众说纷纭，作为高中生，我们不应该只看表面，而是要透过现象看本质。

开水；响水；物理学

一、水加热过程中形成较大响声的原理

为什么水没开时声响大呢？这里面包含了我们高中的哪些物理知识呢？首先通过仔细观察会发现，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。其次在高中的物理知识中，我们知道当高温的气泡遇到低温的水时，体积会变小，气泡在不断加热上下浮动会产生摩擦、振动。水在烧开的过程中，容器底部的水在加热的过程中由于受热产生很多细小的气泡，而这些气泡中包含着空气和水蒸气，随着底部的气泡温度逐渐升高，气泡的体积会逐渐变大开始向上浮动，当高温的气泡接触低温的水时，气泡中的水蒸气会凝结成水，气泡的体积变小下降，这就使得气泡在加热过程中由于体积的变化不断的上下浮动并产生一定的摩擦、振动，有些气泡在遇冷水时还会破裂，产生响动。这就是为什么我们听到“轰轰轰”的响声，但水却没有开的原因。所以，通过运用高中物理知识，我们知道了为什么说“响水不开”的物理原理，那下次再烧开水，听到水壶中的水发出的声音大就不会盲目的以为水烧开而使用了。比如：以前妈妈叫我烧水，我听到水声很大，轰轰轰的就以为是水开了，然后用水来给家里亲戚泡茶，以后绝不会出现这种情况了。

二、水沸腾后声响变小的原理

水沸腾声响变小又包含了我们高中所学的哪些物理知识呢？沸腾后的水不会产生循环流动，摩擦及振动会变小，以及蒸汽推动覆盖物等。沸腾是指液体受热超过其饱和温度时，在液体内部和表面同时发生剧烈汽化的现象。当水被烧开达到沸点后，水与水之间的温度是一致的，它不会再产生对流循环形成振动；水沸腾时，我们在观察的过程中会发现，从容器的底部会产生大量的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，产生的振动也相对较小，我们听到的只是“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，水中的气泡不仅不会变小，而是越变越大浮出水面后破裂，爆出气泡中的水蒸汽，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。就像我们现在使用的蒸汽火车，就是利用的蒸汽推动壶盖的原理发明的。蒸汽火车通过煤的燃烧，使水变成高压高温蒸汽（蒸汽具有很大的能量），把蒸汽喷在发动机汽缸里推动活塞，活塞通过带动其他机械使车轮前进。

三、通过仔细观察，加强学习并运用到实际生活

“开水不响，响水不开”只是我们生活中出现的现象之一，通过运用高中物理学知识分析，我们可以知道为什么会有这种现象出现，以后烧开水的时候，再也不用揭开水壶盖来看水是否烧开，只要通过声响就可以做出正确判断。这启示我们在高中所学的知识，不是纸上谈兵，而是可以运用到我们的现实生活中，即我们可以运用高中物理知识，合理解释生活中存在的类似现象、俗语、谚语等。作为高中生，我们看待问题不能只看表面，而要通过认真、仔细的观察分析，运用高中所学的知识去解答一些问题，学会用科学的态度对待事物。

作为高中生，我们应该不断加强对知识的学习，在实际生活中深化知识，发现学习的乐趣，做到活学活用，只有运用到实际中的知识才是属于我们自己的知识。比如一些俗语也可以用物理知识解释：小小称砣压千斤——根据杠杆平衡原理，如果动力臂是阻力臂的几分之一，则动力就是阻力的几倍。如果称砣的力臂很大，那么“一两拨千斤”是完全可能的。扇子有凉风，宜夏不宜冬——夏天扇扇子时，加快了空气的流动，使人体表面的汗液蒸发加快，由于蒸发吸热，所以人感到凉快。

结束语

综上所述，我们的现实生活中，还有很多生活现象和俗语都包含着物理学的原理。因此，我们作为高中生，只有不断的学习，才能运用所学的物理知识，拓宽我们的视野，提升我们观察、分析问题的能力。

[1]响水不开 开水不响[J].小学阅读指南(高年级版),2016,(6):38. [2]开水不响,响水不开[J].小学教学研究(学生版),2015,(8):62.

（作者单位：湖南省长沙市第一中学）