蒸发致冷的奥秘
2017-09-08陈梅
百科知识 2017年18期
陈梅
请你回答两个问题
第一个问题:在一个盛水的敞口大容器中放一个盛水的敞口小容器(小容器不能接触大容器),再用大火不断加热大容器的底部,问:小容器里的水会沸腾吗?为什么?
第二个问题:为什么酷热时扇扇子能让人感觉凉爽?
对于第一个问题,也许你将回答:当然会啰!大容器中的水先沸腾之后,会把热量传递给小容器中的水,当然小容器中的水也就会不断升温而沸腾。可是答案是:回答错误——小容器中的水不会沸腾,这似乎是一个“意想不到”的答案!为什么呢?
原来,大容器中的水达到沸腾状态,在内部与表面剧烈汽化之后,不管怎样继续加热,都会保持在沸点——例如,对于1个大气压下的纯水,沸点是100℃,不会升高到100℃以上。为什么呢?因为一部分水变成水蒸气时,会不断带走余下的水的热量,从而让水始终保持在沸点。1千克100℃的水蒸气将带走2.26×106焦的热量,这个2.26×106焦/千克称为水在这种条件下的“汽化热”。既然大容器中的水始终保持在100℃,那么小容器中的水也就因为热传导而始终保持在100℃,无法得到它需要的“汽化热”而沸腾。
上述大容器表面的水在汽化时带走热量的现象,是一种蒸发致冷现象。因为蒸发不止发生在沸水表面,还发生在任何温度下的任何非密封液体表面,所以非密封液体表面都有蒸发致冷现象。
对于第二个问题,正确的答案绝不是“扇子会扇来凉风”。类似,能让人感觉凉爽的,也绝不是“电风扇吹来凉风”或“迎面吹来了凉爽的风”。……
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