回答這個問題,首先要知道一個概念,叫飽和蒸汽壓。簡單來說,就是一個體系中氣態液態共存並達到平衡時,此時氣態的壓強就是這種液體的飽和蒸汽壓。
比如水,水在25℃時的飽和蒸汽壓是3.17kPa,意思就是在25℃時,體系中達到氣液平衡時的水蒸氣壓強為3.17kPa。參考100℃時水的飽和蒸汽壓剛好為一個標準大氣壓,所以100℃時體系中的氣體必須全部都是水蒸氣才能達到平衡,而實際上開放體系的空氣是不可能全部排空的,所以水就會單方面地轉化為氣體而不會停止這一過程,除非體系封閉加壓,才有可能讓水蒸氣的壓強達到101kPa而保持在氣液平衡。
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眼鏡鏡片起霧就是因為水的飽和蒸汽壓變化。溫度越高水的飽和蒸汽壓越高,也就是氣態水的含量越高。室溫25℃的話,空氣中水的含量為3.17kPa,相對於室外0℃的0.61kPa要高很多。
然後,眼睛鏡片不管是玻璃還是樹脂,一般導熱性都不太好,長時間在室外的鏡片與室外同溫是0℃,突然進去室內,是無法快速升溫至室溫25℃的,因此在鏡片表面區域就會形成一個低溫區域,該區域內空氣中的水蒸氣含量就將從3.17kPa向0.61kPa變化,減少的部分變為液態水,附著在區域內的固體表面也就是鏡片上。
可以很容易地分析得出,只有人從冷向暖的環境轉移,眼鏡鏡片才可能起霧。
而從高溫返回低溫環境時,由於鏡片溫度已經高於室外溫度,因此鏡片附近區域的水蒸氣含量要高於室外0℃的0.61kPa。壓強差的存在導致水蒸氣的轉移,由鏡片附近區域向大環境轉移從而導致鏡片附近區域水分的流失,只到鏡片溫度與環境溫度相等,水蒸氣壓強和大氣中水蒸氣壓強相等時才停止流失,達到平衡狀態。隨後,只剩下水的自然蒸發,蒸發完全後霧消失。
如果想要解決霧,可以升高鏡片溫度,或者使用特殊材料製作的導熱性很好的鏡片。目的都是為了讓鏡片附近不會形成低溫區域,也就不會有水的相態變化。
所謂鏡片霧化現象,本質原因是溫度造成的飽和蒸汽壓快速變化導致的水蒸氣劇烈相變冷凝。但其實沒有霧化現象的相變化和水分轉移更常見,比如冬天面板乾燥甚至開裂。
回答這個問題,首先要知道一個概念,叫飽和蒸汽壓。簡單來說,就是一個體系中氣態液態共存並達到平衡時,此時氣態的壓強就是這種液體的飽和蒸汽壓。
比如水,水在25℃時的飽和蒸汽壓是3.17kPa,意思就是在25℃時,體系中達到氣液平衡時的水蒸氣壓強為3.17kPa。參考100℃時水的飽和蒸汽壓剛好為一個標準大氣壓,所以100℃時體系中的氣體必須全部都是水蒸氣才能達到平衡,而實際上開放體系的空氣是不可能全部排空的,所以水就會單方面地轉化為氣體而不會停止這一過程,除非體系封閉加壓,才有可能讓水蒸氣的壓強達到101kPa而保持在氣液平衡。
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眼鏡鏡片起霧就是因為水的飽和蒸汽壓變化。溫度越高水的飽和蒸汽壓越高,也就是氣態水的含量越高。室溫25℃的話,空氣中水的含量為3.17kPa,相對於室外0℃的0.61kPa要高很多。
然後,眼睛鏡片不管是玻璃還是樹脂,一般導熱性都不太好,長時間在室外的鏡片與室外同溫是0℃,突然進去室內,是無法快速升溫至室溫25℃的,因此在鏡片表面區域就會形成一個低溫區域,該區域內空氣中的水蒸氣含量就將從3.17kPa向0.61kPa變化,減少的部分變為液態水,附著在區域內的固體表面也就是鏡片上。
可以很容易地分析得出,只有人從冷向暖的環境轉移,眼鏡鏡片才可能起霧。
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而從高溫返回低溫環境時,由於鏡片溫度已經高於室外溫度,因此鏡片附近區域的水蒸氣含量要高於室外0℃的0.61kPa。壓強差的存在導致水蒸氣的轉移,由鏡片附近區域向大環境轉移從而導致鏡片附近區域水分的流失,只到鏡片溫度與環境溫度相等,水蒸氣壓強和大氣中水蒸氣壓強相等時才停止流失,達到平衡狀態。隨後,只剩下水的自然蒸發,蒸發完全後霧消失。
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如果想要解決霧,可以升高鏡片溫度,或者使用特殊材料製作的導熱性很好的鏡片。目的都是為了讓鏡片附近不會形成低溫區域,也就不會有水的相態變化。
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所謂鏡片霧化現象,本質原因是溫度造成的飽和蒸汽壓快速變化導致的水蒸氣劇烈相變冷凝。但其實沒有霧化現象的相變化和水分轉移更常見,比如冬天面板乾燥甚至開裂。