用聲音把水“吼”沸

燕子

我們知道，要燒沸一壺水的方法很多，但是不知大家有沒(méi)有想過(guò)，這些燒水的原理其實(shí)是不同的。

木柴燒水，利用的是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；電壺?zé)?，利用的是電阻絲加熱，把電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；電磁爐燒水，利用的是讓電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，產(chǎn)生渦流，渦流讓鐵分子高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱能，然后轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；太陽(yáng)能燒水，利用的是冷水比熱水密度大，形成自然對(duì)流循環(huán)，把光能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。

那么聲音也是一種能量，可不可以用聲音讓水沸起來(lái)呢？言下之意，我想泡茶或沖咖啡時(shí)，對(duì)著水吼，能把水吼沸嗎？

美國(guó)沃頓商學(xué)院的專家對(duì)此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。首先假設(shè)水裝在一個(gè)立方形容器中，聲源為揚(yáng)聲器。而且只考慮平面波，假設(shè)聲音不會(huì)以任何方式傳播出去，并且認(rèn)為聲音會(huì)被水所減弱。

其中水量為500毫升，室溫為293開(kāi)爾文（20攝氏度）。水沸騰的溫度為373開(kāi)爾文（100攝氏度），水溫的變化幅度為80開(kāi)爾文。用秒表記錄500毫升水用鍋燒開(kāi)，所需的時(shí)間為83秒。水的比熱容c為4.18千焦/（千克·攝氏度），計(jì)算結(jié)果是水沸需要吸收1.68×10^5焦耳的熱量，水的內(nèi)能增加1.68×10^5焦耳。

專家們讓聲波穿過(guò)容器，通過(guò)計(jì)算容器中的水吸收功率來(lái)設(shè)置聲源，計(jì)算出源頭被水吸收的能量為2016瓦。假設(shè)吸收系數(shù)為0.01秒，那么聲源強(qiáng)度為403.4×10^6瓦/平方米。再利用對(duì)數(shù)尺度來(lái)描述聲波β的強(qiáng)度水平，測(cè)量單位為分貝，其結(jié)果是令水沸騰所需的聲強(qiáng)級(jí)為206分貝！

這個(gè)聲強(qiáng)級(jí)甚至比火箭發(fā)射臺(tái)的還要高。犯不著為了一壺?zé)崴?，弄出個(gè)驚天動(dòng)地的聲響來(lái)吧，所以用聲音把水吼沸，理論上可以，但實(shí)際操作不可行！