每个人都知道,日常生活中的有些过程会放出热量。
比如,木柴或燃气燃烧时;电热器或笔记本电脑工作时;两只手互相摩擦时。
还有一种日常很熟悉的过程,也会放出热量。这就是,水蒸气凝结成水的过程。
有些人可能听说过,烧开水时产生的水蒸气烫伤人,比开水烫伤更严重。虽然开水和它上面的水蒸气,温度是一样的,都是100℃。
为什么水蒸气的烫伤能力,会超过同温度的水呢?
我们来检查一下两个过程。
开水遇到人的皮肤时,由于开水温度比皮肤温度高,开水向皮肤传热,开水温度降低,皮肤温度升高,造成皮肤被烫伤。
同样100℃的水蒸气遇到皮肤时,由于水蒸气比皮肤温度高,水蒸气向皮肤传热,水蒸气温度降低,皮肤温度升高。至此为止,与开水的情况一样。
可是,除此之外,当水蒸气温度降低时,还会发生另一件事:一部分水蒸气会凝结成液体水。这过程会放出大量热量,就像木柴燃烧时要放出大量热量一样。
因此,这种情况下的烫伤更严重。
但是,为了见证水蒸气凝结成水时放出大量的热,用皮肤做实验,代价太大了。
有没有别的方法,让我们见证这个有趣(和惊人)的事实呢?
兰兹伯格主编的高中物理课本中,介绍了一个巧妙的实验。这实验一定会使你留下深刻的印象。
是这样:
一个大玻璃容器,里面装着一定量的水,并留出大量空间给空气。
另一个小容器也装着水,并插入一根温度计,显示水的温度。
大容器的瓶口用橡皮塞塞紧,橡皮塞中插入一根弯曲的细玻璃管,细玻璃管的另一端插入小容器中的水中。
准备完毕。
然后,用酒精灯给大容器加热。注意观察。
很快看到,浸在水中的细玻璃管的管口产生气泡,气泡在水中向上升起,离开水面时破裂。
这是大容器中的空气受热膨胀,从细玻璃管逃出。
温度计的读数上升,表明热空气使小容器中的水温升高。但是只会升高一点点。
大容器中的空气很多(使用大容器就是为了这一点!)。气泡一直从细玻璃管口逃出。温度计的读数一共只升高一点点。
再过一段时间,大容器中的水开始沸腾了。
这时,细玻璃管口的气泡情况发生了变化。气泡不再升向水面,而是很快缩小,消失,发出响亮的声音。
这些气泡不是空气,而是大容器中的水沸腾后形成的水蒸气。
这些水蒸气遇到小容器中的水时,温度降低,凝结成液体水,所以气泡变小并消失。
这时候会看到,温度计的读数飞快地增加。表明小容器中的水温迅速升高。
很显然,水蒸气凝结成水时,放出了大量的热。
有意思吧?
今天是春节,希望这篇小文能给您的节日增添一点点乐趣!