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  • 1 # 使用者894933330461

    沸騰的條件:1)液體處在沸點 2)液體持續吸熱。

    只做定性分析,體系包括三個物體:火焰,燒水鍋,液體。

    在點火之前,鍋和液體的溫度出於室溫。

    點燃火焰,火焰溫度>室溫=鍋的溫度=液體的溫度。

    火焰與鍋的溫度差,產生熱傳導,火焰的能量流向鍋,導致鍋的溫度提高;

    於是產生鍋和液體的溫度差,產生熱傳導,能量流向液體,液體的溫度升高。

    液體在達到沸點之前一直升溫,同時鍋的溫度也在升高。

    液體達到沸點之後,溫度不在升高,保持在沸點溫度,同時鍋的溫度也保持在沸點溫度。

    火焰溫度>沸點溫度=液體的溫度=鍋的溫度

    於是,火焰與鍋的溫度差,產生熱傳導,火焰的能量流向鍋,導致鍋的溫度提高;

    於是產生鍋和液體的溫度差,產生熱傳導,能量流向液體,液體的溫度保持在沸點並沸騰。

    然後撤去火焰,在這一時刻只剩下兩個物體:鍋和液體,兩者保持同樣的溫度均為沸點溫度

    沸點溫度=鍋的溫度=液體的溫度

    鍋和液體之間沒有溫度差,不產生熱傳導,於是液體不能繼續吸收熱量,在沸點溫度下不在沸騰

    然後,鍋和液體會同時向環境中以熱輻射散熱,

    1)如果鍋比液體散熱效果更好,那麼鍋的溫度<液體溫度,液體透過熱傳導放熱,不可能沸騰

    2)如果液體比鍋散熱效果更好,那麼鍋的溫度>液體溫度,液體透過熱傳導吸收熱量,同時透過熱輻射放熱,會有可能在短時間內保持沸騰狀態,但是很快就會停止。

    對於一般金屬鍋和水,應該是1)的狀況。

    其實同樣的原理,我們可以發現一個有意思的事情:考慮一個金屬鍋裡面裝滿水,其中有一個傳熱性極好的小船(不與金屬鍋接觸),也裝滿水。如果我們對金屬鍋開火加熱,那麼金屬鍋裡的水會沸騰,但是小船裡的水不會沸騰。如果我們測量小船中水的溫度,與小船外的水一樣,都是沸點的溫度。

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