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第58期生活3分钟浏览 37

发布 · 杂学书库 别馆

水壶为什么在水烧开前反而会安静下来?

水壶最吵的时候,并不是水完全烧开的时候。声音减弱的那一刻,水里发生了什么变化?

燃气灶火焰上的不锈钢水壶,以及从壶嘴升起的水蒸气

水壶的声音在水完全烧开之前的一小段时间里最大。因为壶底产生的水蒸气泡一碰到上层还没充分加热的水,就会塌缩并发出声音。等整壶水的温度接近沸点,气泡不再中途消失,声音也就减弱了。

嘶嘶声的真面目

接触火焰的壶底很快就会超过100度,那里的水变成水蒸气,形成小气泡。但气泡上浮经过的水仍然只是温温的。气泡里的水蒸气冷却,瞬间变回水时,气泡就会猛地向内塌缩,这种微小的冲击使壶壁振动,发出嘶嘶声。

人们往往容易以为,是壶盖颤动或火焰拍打壶底才这么吵,但研究认为,相当一部分声音来自水蒸气泡的形成、消失与容器振动的共同作用。气泡越是接连消失,这些振动声就越会叠加,听起来也越响。

声音减弱的瞬间

当水均匀受热,上层的水也接近沸点时,气泡就不会在上升途中消失。长大的气泡会升到水面破裂,而这种声音比气泡在水中塌缩时柔和得多。因此,尖锐的嘶嘶声减少,变成低沉的咕嘟声。

声音变小,并不代表火变小了。它反而更像是水已经快烧开的信号。可以根据声音,判断什么时候适合关掉燃气或把水壶从火上拿下来。即使是电热水壶这类会自动断电的产品,有时也能感受到断电前短暂安静下来的类似过程。

最初附着的银色小气泡

刚开始加热时,附着在壶底的银色小气泡,是原先溶解在水里的空气。这些气泡会静静地浮起、消失,几乎与声音无关。真正吵闹的是之后水蒸气泡在温温的水中接连消失的时候。

自来水和蒸馏水发出的声音大小有时也不一样。容器的形状和水量也会改变振动声,所以各家的水壶音色略有不同,并不奇怪。如果只记得“水越沸腾,声音就越大”,就容易错过声音变安静的那一刻。

水壶声音减弱,说明水蒸气泡不再在水中消失,而是一直升到了水面。

整理与参考笔记 · Aljishi、Tatarkiewicz(1991),American Journal of Physics. 研究报告指出,水壶的大部分声音来自水蒸气泡的形成、消失与容器振动的共同作用。声音大小会随容器形状和用水(自来水、蒸馏水)而变化。

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水壶在水烧开前最吵,是什么原因造成的?

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