水沸腾前后气泡大小如何变化?
原来,水壶在装水之前,壶壁上就吸附了一层空气。加水后,这层空气变成无数微小的气泡。因为吸附力大于气泡的浮力,所以水无法使它们离开壶壁。当水温升高时,气泡周围的水在气泡中蒸发,增加了气泡的体积。当温度达到70℃或80℃时,较大的气泡浮力超过吸附力,它们会离开壶壁,相继上升。同时壶壁上还留有一部分空气,会使其体积增大,上升速度加快。当上升的气泡遇到周围的冷水时,气泡中的水蒸气会液化,使气泡迅速变小或破裂。由于无数气泡在壶底迅速膨胀,在上升中迅速变小,壶中的水处于剧烈振动状态,进而引起空气的振动,形成水的声音。因为气泡的大小交替变化非常快,所以水的振动频率越高,水声的音调就越高。后来由于壶内不同部位的水温差异越来越小,气泡体积的交替变化越来越慢,导致水声的音高越来越低。沸腾时气泡在水面上爆裂,使水面剧烈翻腾,产生的空气振动频率远小于前者,所以水声的音高较低。