“响水不开，开水不响”是古人总结出的生活经验，一代一代传到了今天。当我们的父母告诉我们这个现象时，他们也不知道其中的科学道理，而我们大多也只是通过观察烧开水过程中的现象印证它的真实性。相信我们中有许多人到今天还是只知其然，不知其所以然。
今天我们就来谈一谈“响水不开，开水不响”蕴含的科学道理吧！
响水不开
当我们要烧开一壶水时，无论是使用燃气灶还是电热水壶，都需要先加热壶的底部，最开始的时候，壶是安静的。
（我们开始加热一壶水）
随着水壶的底面逐渐被加热，热量通过壶底向上传递给上方的水。这时候，水壶里的水开始了热传导和热对流。
（加热初始，水很平稳地导热）
由于壶底的温度迅速升高，水的对流不足以带走底部的热量，这时候在贴近壶底的部分渐渐形成一个热区，在一个大气压（1atm）下，水的沸点为99.97℃，当热区底部的温度达到水的沸点时，贴着壶底表面的水分子团开始沸腾。
水达到沸点意味着它将由液体状态转变为气体状态，这时候水分子之间的分子键发生断裂，强烈的热运动使它们分开，水的体积增大1244倍。这时候在壶底与水的界面上就开始形成大量密集的气泡。
（壶底密集的气泡会形成空气层，它将上方大部分的水隔开，使壶底过热）
壶底密集的气泡将壶底与上方的冷水隔开，形成一层空气层，壶底的热量因为与水接触面的减小而更加不容易被带走，于是在贴着壶底气泡的下方形成过热区，过热区的温度将远高于100℃。当一部分气泡因浮力开始上升时，这部分过热区会因为冷水的涌入发生小的过热沸腾现象。
更多的气泡并不会上升，因为尽管气泡底部过热，但气泡的顶部因为水温比较低而收缩，它会维持气泡的表面张力。随着底面的温度升高过热而继续变大，气泡的表面张力无法抵抗水的压力，气泡发生破裂，上方冷水与过热壶底相遇发生过热沸腾。
（气泡会其使下方过热，当它上升时，四周的水分子团产生过热沸腾）
在这段时间里，我们会听到水壶发出嘶嘶声，这大多是因为水壶过热的底部不断地与冷水相遇发生过热沸腾而引发的。
（气泡破裂使冷水接触到过热壶底，造成小的过热沸腾）
水没有烧开时，上升的气泡会越变越小。这是因为气泡在上升的过程中不断被周围的冷水带走热量，气泡内部水蒸气的温度降低，它的体积就会越来越小，有些小的气泡在到达水面之前就已经消失了。
开水不响
随着水壶里的水温逐渐升高，它会被全面加热到沸点。这时候壶里的水温上升到临界状态，它的任何一部分水分子团都有可能被激发并转化为气体状态，当壶底部气泡产生时，它升高的温度会迅速使上方的水分子团气化，从而使气泡快速膨胀并上升。气泡离开壶底的速度越快，四周的水分子团就能越快地与壶底接触并带走它的热量，因壶底过热引起的过热沸腾就越不容易发生。这就是当水烧开后，水壶发出的声音迅速变小的原因。
（当水烧开时，气泡会迅速增大并离开底部上升，壶底过热情况减少，声音变小）
水烧开后，我们听到的声音大多是气泡上升到水面、克服水的表面张力爆裂开来的“咕嘟咕嘟”的声音；同时由于热对流造成水在壶里剧烈翻滚也会发出一些比较小的声音，壶底发出的嘶嘶声这时候几乎听不见了。
莱顿弗罗斯特效应
有些朋友对于过热沸腾并不是很理解，其实它是在水遇到非常热的物体时才会有的现象。当水被非常均匀地加热时（比如微波炉加热），它各部分的受热都会比较平均，因此水会很平稳地达到沸点。而如果我们往一口烧得非常热的铁锅里滴入几滴水，就会很容易地看到水滴在锅里跳动，这是水滴底部分子团迅速受热气化的结果。这种物理现象被称为莱顿弗罗斯特效应，当锅的温度高于193°C的莱顿弗罗斯特点时，水滴会因为过热而腾空，它会一边发出爆炸的“嘶嘶”声音一边在锅里跳动。
（水在热板上的形态变化与温度关系曲线）
莱顿弗罗斯特效应是因为其底部的水分子团被过热的锅迅速加热产生爆裂蒸汽，蒸汽垫将水滴整个托起、使之离开锅表面的现象。
总结：
“响水不开”，是因为壶里的水没有整体达到沸点，紧贴壶底的分子团受热气化变成密集气泡，气泡阻隔了热量向上传导，从而使壶底过热，水与过程的壶底相遇发生过热沸腾，从而发出嘶嘶的声音。
“开水不响”，是因为壶里的水被烧开后，它的任何一部分都达到了气化的临界点，只要壶底有气泡产生，它就会加热周围的水分子团并使它们也气化，这样气泡就会变大，因浮力增大迅速上升。气泡离开的速度越快，壶底过热的程度就减轻，过热沸腾的情况减少，它发出的嘶嘶声也就小了许多。
烧开水的科学道理，你明白了吗？
