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  • 1 # 扶尾貓北島散步的

    在做水的沸騰實驗時,我們可以很明顯地觀察到,水在沸騰前氣泡在上升過程中體積變得越來越小而在沸騰後氣泡在上升過程中體積反而變得越來越大。為什麼水沸騰前後氣泡的變化會相反呢?

    原來,沸騰前加熱過程中,由於水是熱的不良導體,致使下部分的水溫較高,上部分的水溫較低,氣體受熱脹冷縮影響明顯,因此底部氣泡在上升過程中逐漸縮小;而沸騰後容器內各部分水的溫度都相同,水汽化後的蒸氣形成氣泡,氣泡在上升過程中受壓強的影響,越往上水的壓強越小,氣泡就會逐漸變大。

    沸騰前,燒杯裡的水被加熱,由於水中溶有空氣,在杯底及壁上出現了小氣泡,這些小氣泡是杯內壁及底部所吸附的空氣被分離出來的。小氣泡的周圍都是水,水就要向氣泡裡不斷地蒸發。小氣泡的體積小,裡面的汽很快就達到飽和狀態,所以氣泡裡不僅有空氣而且還有飽和的水汽。當水溫繼續升高時,小氣泡裡的飽和蒸汽壓也就逐漸增大,於是它的體積也隨之增大,在浮力作用下,氣泡脫離杯底及器壁而上升。當氣泡上升到比較冷的水的上層時,由於泡內的飽和氣壓小於外部的壓強,氣泡又逐漸變小,以使泡內的飽和氣逐漸凝結成液體,最後只剩下空氣和少量的水汽逃出液麵。

    沸騰過程中,隨著溫度的升高,氣泡裡的飽和汽壓也越來越大。等到水的溫度升高到一定的程度時,氣泡內飽和汽壓增大到等於外部的壓強時,整個水層處在同一溫度下,於是氣泡在上升過程中就不會再發生水汽凝結和體積縮小的現象。由於不斷吸熱,氣泡周圍的水迅速地向氣泡內蒸發,氣泡的體積在上升過程中就不斷地增大,最後當氣泡升到水面時裂開,放出大量的蒸氣,此時杯內的水上下沸騰,形成沸騰現象。

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