开水不响,响水不开,原因何在?

水开始加热时,水壶的底部产生一些小汽泡,这些小气泡主要是由吸附在壶底和溶在水中的空气形成的．在汽泡中除了空气外,还含有因为加热而产生的水蒸汽,随着温度的升高,向汽泡内蒸发的水蒸气就逐渐增多,其体积和压强都会增大,在浮力的作用下由底部向上升起．当汽泡上升到了温度较低的地方,汽泡内的部分水蒸气又凝结成为水,外部的压强大于汽泡内的压强,这时汽泡的体积又逐渐的减小．在继续加热的过程中,汽泡产生和膨胀就越来越多,越来越大,但当汽泡上升到温度较低的地方时,汽泡中的水蒸气又要凝结成水,体积又逐渐地减小．那么在这样的过程中,随着温度的升高,汽泡的体积一会儿膨胀一会儿缩小,又不断的上浮,会产生一种振动．这种振动的频率如果与水壶的固有频率相同,则会产生共振发出声音．另外,还是有汽泡跑出水面,使壶内没有盛水的空间里气体的压强增大,就会要挤压着一部分气体从壶盖与壶体间的缝隙中排出,也会产生声音,随着温度的升高,跑出水面的汽泡增多,气压不断增大声音也会越来越大．由于这两个方面的原因,这时我们就会听到水响,并且水响的声音是越来越大的．这种响声是水还没有烧开时发出的,一般是“嗡、嗡、嗡……”的声音．
在水的温度达到沸腾的温度时,水的内部急剧汽化,汽泡内水蒸气达到饱和,密度大气压高,在上升过程中其体积不仅不会缩小,而且还继续增大．这时汽泡所受的浮力也在它上升过程中增大,汽泡就由底部一直上升到表面而破裂,放出水蒸气,汽泡与水壶的共振就不存在了,水响的声音变小．再则大量的气体从缝隙中排出也不行了,大的气压将把壶盖掀起,在壶盖掀起后排出一部分气体,压强减小；在重力作用下又落下,盖住后气压又增大再被掀起,这样不断的反复,因此这时转变为水蒸气推动壶盖的“叭、叭、叭……”的声音,瓦特就是根据水蒸气推动壶盖的原理而发明蒸汽机的．如果水壶里的水没有装满,水面在壶嘴与壶体的接口以下,或壶盖的缝隙很大,这种情况下就听不到水蒸气推动壶盖的“叭、叭、叭……”声了,大量的水蒸气就从壶嘴或缝隙中冒出来,声音很小甚至没有什么声音,这就是“开水不响,响水不开”的物理原理．