響水不開開水不響有什麼科學道理？
“響水不開，開水不響”是古人總結出的生活經驗，一代一代傳到了今天。當我們的父母告訴我們這個現象時，他們也不知道其中的科學道理，而我們大多也只是透過觀察燒開水過程中的現象印證它的真實性。相信我們中有許多人到今天還是隻知其然，不知其所以然。
今天我們就來談一談“響水不開，開水不響”蘊含的科學道理吧！
響水不開
當我們要燒開一壺水時，無論是使用燃氣灶還是電熱水壺，都需要先加熱壺的底部，最開始的時候，壺是安靜的。
（我們開始加熱一壺水）
隨著水壺的底面逐漸被加熱，熱量透過壺底向上傳遞給上方的水。這時候，水壺裡的水開始了熱傳導和熱對流。
（加熱初始，水很平穩地導熱）
由於壺底的溫度迅速升高，水的對流不足以帶走底部的熱量，這時候在貼近壺底的部分漸漸形成一個熱區，在一個大氣壓（1atm）下，水的沸點為99。97℃，當熱區底部的溫度達到水的沸點時，貼著壺底表面的水分子團開始沸騰。
水達到沸點意味著它將由液體狀態轉變為氣體狀態，這時候水分子之間的分子鍵發生斷裂，強烈的熱運動使它們分開，水的體積增大1244倍。這時候在壺底與水的介面上就開始形成大量密集的氣泡。
壺底密集的氣泡會形成空氣層
（壺底密集的氣泡會形成空氣層，它將上方大部分的水隔開，使壺底過熱）
壺底密集的氣泡將壺底與上方的冷水隔開，形成一層空氣層，壺底的熱量因為與水接觸面的減小而更加不容易被帶走，於是在貼著壺底氣泡的下方形成過熱區，過熱區的溫度將遠高於100℃。當一部分氣泡因浮力開始上升時，這部分過熱區會因為冷水的湧入發生小的過熱沸騰現象。
更多的氣泡並不會上升，因為儘管氣泡底部過熱，但氣泡的頂部因為水溫比較低而收縮，它會維持氣泡的表面張力。隨著底面的溫度升高過熱而繼續變大，氣泡的表面張力無法抵抗水的壓力，氣泡發生破裂，上方冷水與過熱壺底相遇發生過熱沸騰。
（氣泡會其使下方過熱，當它上升時，四周的水分子團產生過熱沸騰）
在這段時間裡，我們會聽到水壺發出嘶嘶聲，這大多是因為水壺過熱的底部不斷地與冷水相遇發生過熱沸騰而引發的。
（氣泡破裂使冷水接觸到過熱壺底，造成小的過熱沸騰）
水沒有燒開時，上升的氣泡會越變越小。這是因為氣泡在上升的過程中不斷被周圍的冷水帶走熱量，氣泡內部水蒸氣的溫度降低，它的體積就會越來越小，有些小的氣泡在到達水面之前就已經消失了。
開水不響
隨著水壺裡的水溫逐漸升高，它會被全面加熱到沸點。這時候壺裡的水溫上升到臨界狀態，它的任何一部分水分子團都有可能被激發並轉化為氣體狀態，當壺底部氣泡產生時，它升高的溫度會迅速使上方的水分子團氣化，從而使氣泡快速膨脹並上升。氣泡離開壺底的速度越快，四周的水分子團就能越快地與壺底接觸並帶走它的熱量，因壺底過熱引起的過熱沸騰就越不容易發生。這就是當水燒開後，水壺發出的聲音迅速變小的原因。
（當水燒開時，氣泡會迅速增大並離開底部上升，壺底過熱情況減少，聲音變小）
水燒開後，我們聽到的聲音大多是氣泡上升到水面、克服水的表面張力爆裂開來的“咕嘟咕嘟”的聲音；同時由於熱對流造成水在壺裡劇烈翻滾也會發出一些比較小的聲音，壺底發出的嘶嘶聲這時候幾乎聽不見了。
萊頓弗羅斯特效應
有些朋友對於過熱沸騰並不是很理解，其實它是在水遇到非常熱的物體時才會有的現象。當水被非常均勻地加熱時（比如微波爐加熱），它各部分的受熱都會比較平均，因此水會很平穩地達到沸點。而如果我們往一口燒得非常熱的鐵鍋裡滴入幾滴水，就會很容易地看到水滴在鍋裡跳動，這是水滴底部分子團迅速受熱氣化的結果。這種物理現象被稱為萊頓弗羅斯特效應，當鍋的溫度高於193°C的萊頓弗羅斯特點時，水滴會因為過熱而騰空，它會一邊發出爆炸的“嘶嘶”聲音一邊在鍋裡跳動。
（水在熱板上的形態變化與溫度關係曲線
（水在熱板上的形態變化與溫度關係曲線）
萊頓弗羅斯特效應是因為其底部的水分子團被過熱的鍋迅速加熱產生爆裂蒸汽，蒸汽墊將水滴整個托起、使之離開鍋表面的現象。
總結：
“響水不開”，是因為壺裡的水沒有整體達到沸點，緊貼壺底的分子團受熱氣化變成密集氣泡，氣泡阻隔了熱量向上傳導，從而使壺底過熱，水與過程的壺底相遇發生過熱沸騰，從而發出嘶嘶的聲音。
“開水不響”，是因為壺裡的水被燒開後，它的任何一部分都達到了氣化的臨界點，只要壺底有氣泡產生，它就會加熱周圍的水分子團並使它們也氣化，這樣氣泡就會變大，因浮力增大迅速上升。氣泡離開的速度越快，壺底過熱的程度就減輕，過熱沸騰的情況減少，它發出的嘶嘶聲也就小了許多。
燒開水的科學道理，你明白了嗎？
