的物理趣谈

日期:2019-11-08编辑作者:科技视频

1.为什么“开水不响,响水不开”?

正在加热的水,如果听到水发生“呼呼”的声音,就说明水还没有沸腾,若响声消失这时水就烧开了。为什么水在沸腾前后有不同的现象发生呢?

水温学未达沸点前,正在加热的水是以蒸发的方式汽化的,用容器给水加热时,当水温达到90℃左右时,在容器的底部和侧壁会发现许多小气泡,这些小气泡是溶于水中的空气被分离出来而形成。当水温升高后,气泡受热膨胀后变大的,同时水泡周围的水以蒸发的形式产生的水蒸气也要进入气泡促使气泡变大,随着气泡体积的增大,其受到浮力也增大,在浮力的作用下,气泡脱离容器底和侧壁上升,在上升的过程中到达温度较低的上层时,气泡内的水蒸气又要液化成水气泡便变小,消失了,由于大量气泡由小变大,又由大变小分替运行,便发生“呼呼”的声音,所以“响水”是没有被烧开的。

当水温达到沸点扣继续加热时,水就要沸腾,沸腾水的各部分温度相同并保持不变,这时容器底和侧壁产生的气泡在上升的过程中,体积一直变大,到水面时气泡破裂,释放出水蒸气,这时气泡的破裂声比沸腾的声音小得多,因此可以认为开水是没有声音。

2.将保温瓶中的热水灌满,保温效果是不是最好?

大多数人认为保温瓶中的水灌满,以为这样保温效果最好,事实并非如此。当水灌满时100℃的水直接向外传递,因为水的传热速度是水蒸气的四倍。保温瓶中的水太满,在水面和软木塞间有一小段距离。那么热量散失的速度就慢得多,其保温效果会更好。

3.用锡焊的铁壶烧水不会坏,为什么不装水把它放在火上易烧坏?

壶内有水时,壶内的水温达到沸点后就不再升高了,壶的温度只比水的沸点略高一些,而达不到锡的熔点,因此壶不会烧坏。若壶内没有水,壶的温度就接近火焰的温度,这样的温度超过锡的熔点,锡熔化变成液体,壶就漏水了。

4.当水烧开后,在壶盖或壶嘴上方一定高度处能看到“白气”,为什么紧靠壶盖或壶嘴的地方却看不到?

这是由于紧靠壶盖或壶嘴的地方温度较高,水蒸气不能液化,而离壶盖或壶嘴较远的地方温度较底,水蒸气发生液化,形成细小的“水珠”即出现“白气”。

5.我国南方有一种凉水壶,夏天将开水放入后很快冷却,且一般略比气温低,这是为什么?

由于这种凉水壶是用陶土做成的,水可以渗透出来,渗透到容器外壁的水会很快蒸发,而水蒸发时要从容器和它里面的水里吸改大量的热量,因而使水温很快的降低到和容器外的水温相同时,水还会渗透,蒸发,还要从水中吸热,使水温继续降低。但因为水温低于气温后,水又会从周围空气吸收热量,使水温不公降得过低。

6.有时候从保温瓶中倒出一大杯开水后,瓶塞会跳起来这是为什么?

外界的冷空气乘机钻入保温瓶 ,瓶塞寒上后,冷空气被封闭在瓶子内并与热开水发生了热传递,冷空气温度升高,气体受热膨胀对外做功,就把塞子抛出瓶口,这时只要轻轻塞上瓶塞,然后摇动几下保温瓶,使开水蒸发出大量水蒸气,把冷空气这不速之客从保温瓶中赶出去,然后按紧瓶塞后就无后顾之忧了。

7.把滚开的水倒入厚玻璃杯中,玻璃杯常常会破裂,这是什么缘故?

开水倒入厚玻璃杯中,玻璃杯内壁受热膨胀,会使内径变大,但由于玻璃是热的不良导体不善于传热,因玻璃杯的外壁不能很快吸热升温,这样玻璃杯外壁膨胀小,内壁的膨胀受到阻碍的结果能产生很大的作用力,所以玻璃杯常常胀破。

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