水烧开了,水壶鸣叫是什么原理
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水烧开了,水壶鸣叫是什么原理
在家用水壶烧水时有一个共识,那就是一旦水壶鸣叫就代表着水已经烧好了,但大家有想过为什么水沸腾后,水壶就会鸣叫提醒人们吗?
水烧开水壶为什么会鸣叫
水沸腾
在标准大气压即101kpa下,水加热达到100摄氏度时沸腾,气压升高沸点上升,气压降低沸点下降。
水壶烧水的时候,壶壁或者壶底会出现一些小气泡,小气泡与周围的液体进行汽化反应,以它为中心,会发生沸腾现象,进而产生水蒸气。
水烧开水壶鸣叫的原理
现在市面上卖的水壶在盖的内侧大多有一个圆片,上面有几片簧片,在壶盖提手周围开有几条狭缝,以便气流通过簧片后从狭缝冲出。
当水烧开时会产生大量水蒸气,这些高压水蒸气通过壶盖内的簧片,再由壶盖周围的狭缝冲出,在通过簧片时会使簧片振动发声,所以当水烧开了的时候会发出鸣叫。
由于簧片是一定的,所以无论水壶中有多少水,水烧开后,水壶鸣叫的音调都是相同的。
为了尽量让蒸汽流走,在壶嘴口还有一个盖子,烧开水时用盖子将壶嘴口盖住。
相关拓展
水壶鸣叫的基本原理有两种类型:第一种,类似于哨子发出声响的原理,利用高速气流经过一个很小的缝隙引起紊乱的流动,让空腔内空气震动而发声。
第二种,类似于口琴发出声响的原理,是吹气的时候由于气流冲击了簧片而产生湍流,从而有边缘音产生。
水烧开之后,有大量的水蒸气涌出,壶盖上有一个可以产生共振的共振腔,当水蒸气通过时,发生共振,类似口琴或哨子的发声原理,会发出声音。
在水没开时,由于涌出的水蒸气量很小,不足以产生共鸣,所以只有水开时,水壶才会鸣叫。
哨声是1000到2000赫兹之间,几乎所有人都能听到,所以水壶烧开可以发出鸣叫声是一种水壶的安全措施,当水壶开始鸣叫时,就证明水已经烧开了。
在水没有开的时候,水流处于蒸发状态,水流速很慢,这样产生的振动频率很低,虽然也会有声波发出,但是远远低于人耳能辨别的范围。
如果水烧开了,由于四周都是密封的,水流只能从壶口或者顶部的盖子冲出去,所以会产生水壶的鸣叫声。