响水不开的道理,灭火中的物理知识

生活中我们都有这样的经验,烧开水时,如果听到水在响,就说明水还没有开。过了一段时间后,原来的响声听不见了,就说明这个时候水开了,为什么会出现开水不响,响水不开的现象呢?我们知道,水中溶有少量的空气,容器壁的表面的小孔穴中也吸附着空气,这些小气泡起汽化核的作用。水对空气的溶解度及容器壁对空气的吸附量随温度升高而减少,当水被加热时,气泡首先在受热面的容器壁上生成。气泡生成之后,由于水被继续加热,在受热面附近形成过热水层,它将不断地向小气泡内蒸发水蒸气,使气泡内的压强不断增加,使气泡的体积不断膨胀,气泡所受的浮力也随之增大,当气泡所受的浮力大于气泡与容器壁的附着力时,气泡便离开容器壁开始上浮。在沸腾前,容器中各个水层的温度不同,受热面附近水层的温度较高,水面附近的温度较低,气泡在上升过程中不仅泡内空气压强随着水温的降低而降低,泡内有一部分水蒸气凝结成饱和蒸汽,压强也在减小,而外界压强基本不变,此时气泡外压强大于气泡内压强,于是,上浮的气泡在上升过程中体积将缩小,当水温接近沸点时,大量气泡涌现,接连不断地上升,并迅速由大变小,使水剧烈振荡,产生“嗡嗡”的响声。这就是“响水不开”的原因。对水继续加热,由于对流和气泡不断地将热能带到中层、上层,使整个容器水温趋于一个稳定值。气泡脱离容器壁上浮,其内部的饱和蒸气将不会凝结,饱和蒸气气压趋于一个稳定值。气泡上升过程中,液体对气泡的压强随着水的深度变小而减小,因此气泡所受的外压强与内压强相比也在逐渐减小,气泡迅速膨胀,加速上浮,直至水面释放出蒸气和空气,水开始沸腾,即“水开了”,由于此时气泡上升至水面破裂,对水的振荡减弱,几乎听不到“嗡嗡声”,这就是“开水不响”的原因。

1.以水灭火水之所以能灭火,是因为水接触到炽热的物体就会变成水蒸气,这时候它从炽热物体上吸收了大量的热。从沸水变为水蒸气所需要的热,相当于同量的冷水加热到100℃所需热量的五倍多。这时候形成的水蒸气所占的体积,要比水的体积大好几百倍,这么多的水蒸气包围在燃烧的物体外面,使物体不容易和空气接触,缺少了空气,燃烧就很困难了。2.以火灭火有一种跟森林火灾作斗争的方法是迎着火的方向放火。森林发生大火的时候,在火区的下风地段,虽然空气从燃烧着的森林那边向这边吹来,可是在靠近大火的地方,有与大火前进方向相反的气流朝火焰流去,原因是火海上面的空气受热以后密度变小,不断上升,周围的空气不断补充流入。这样,在大火的边界附近就会产生迎着火焰流去的气流,觉察出已经有空气向火焰流去的时候,应立即迎着火焰放火。使新火焰朝着猖獗的火海前进。这样就可以先烧掉下风段与火海之间的易燃物质,使大火无法蔓延。

人体与大气有着不可分离的密切关系,这不仅是由于人体需要呼吸和调节体温。大气对于人体还有一种不易被人察觉到的作用—-大气的压力。一名优秀的游泳运动员,在几分钟内不呼吸还不成问题,但如果没有大气压力,恐怕连几秒钟也生存不了。一般认为,标准的大气压是每平方厘米1.0336公斤。一个成年人的人体总共要受到12—15吨的大气压力。但是由于大气压强总是从各个不同的方向作用与同一点的,并且大小相同,每两个大小相同的压力便相互抵消,所以人体才感觉不到那么大的压力,但它是实实在在存在着的。就拿呼吸来说,当吸气中枢兴奋时,通过膈神经使胸腔和腹腔之间的横膈肌肉收缩,胸腔容积扩大,肺气泡也跟着扩大,使其中的气压下降,并低于外部大气压。于是外界空气在大气压的作用下,从鼻孔和嘴流进肺部,进入肺气泡。呼气的情况正好相反,由于胸腔容积缩小,肺内空气收缩,内部压强大于外部,气体便从肺里呼出来。在雷雨之前,由于气压的下降,人们常会出现胸闷、头昏和情绪烦躁等症状。另外,在人体的股骨和髋骨之间有一个没有大气的空腔,空腔内不存在向外的作用力,于是股骨就靠外部大气压紧紧地压在身体上,使我们抬起腿走路不觉得费力,行走自如。