
烧水时,最响的一段往往出现在真正沸腾之前。原因不是水分子“活动得更响”,而是锅底附近生成的蒸气泡在较冷的上层水中反复塌缩。
热量从锅底进入,底部金属表面会先达到较高温度。表面微小凹槽提供了成核位置,水蒸气在那里形成气泡。此时上层水还没有接近沸点,气泡上升一点便遇到较冷的水,内部蒸气迅速凝结,外部水压使气泡塌缩。许多气泡连续形成、振动和塌缩,会把压力波传到锅壁和空气中,于是出现由低沉逐渐变尖的“唱水”声。
随着整锅水温趋于均匀,气泡进入上层后不再那么容易凝结。达到沸腾条件时,气泡内的蒸气压足以维持气泡,它们能长大、上升并在水面破裂。塌缩产生的那部分尖锐噪声因而减弱,不过翻滚、破裂和锅具振动仍会发出别的声音,所以“沸腾后安静”只是常见的相对变化,不是绝对定律。
这个过程也说明,锅里出现气泡不等于整锅水已经沸腾。早期附着的小泡还可能含有原先溶解在水中的气体;真正沸腾要求液体的蒸气压达到周围压力。
https://www.chem.purdue.edu/gchelp/liquids/boil.html
https://engines.egr.uh.edu/episode/3400
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