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1 # 核先生科普
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2 # 名利不如閒86380201
賣糕!這是個小學生都知道的物理常識,不用核物理那麼嚇人的專業知識吧?
一壺水,逐漸加熱,溫度越來越高。達到100º時開始沸騰。沸騰時水溫保持恆定,但仍然在不斷的吸收能量,供水蒸發為水汽。蒸發過程消耗的熱量叫“蒸騰熱”。
沸騰中的水,只要你把火一關,沒有了熱源,幾秒鐘就會停止沸騰,溫度下降到100º以下。這就是因為保持沸騰需要消耗大量的熱能所致。
也就是說水達到100º並不會馬上變成汽,而是需要持續不斷的提供熱源,才能一點一點全部氣化。這個過程就叫做“燒乾鍋”。
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3 # 黎松祥
一鍋沸水不是瞬間蒸發掉的主要原因是汽化熱。水達到100度開始沸騰蒸發,這時要繼續供給熱量才能保持沸騰和蒸發。如果不能繼續供給熱量,只能是100度的水。在一大氣壓下100度的水,每蒸發1克水要吸收539卡的熱量。吸收熱量是非常可觀的。即使鍋裡水不多,也要燒很久才能蒸發完。因為鍋是靠鍋底來傳導熱量,傳遞熱量速度大受限制。不可能瞬間把要蒸發完一鍋水需要的汽化熱傳導過來。如果不用鍋來燒,可以迅速把大量水蒸發汽化的。例如可燃性氣體混入空氣和水一起噴入一個容器內燃燒,水就可以瞬間蒸發。
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4 # 遠夜望星
水在100度是沸騰不是蒸發,水在任何溫度都在蒸發。水變成蒸汽會帶走大量能量,整體溫度就達不到沸騰溫度,自然就停止沸騰了。
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5 # 海闊天豐3
從100的水到100度的蒸汽需要吸收一定的熱量,吸熱過程需要時間,不可能瞬間完成,除非你有極高溫度的熱源可以大大加速吸熱過程啊。
透過本文可以完全解答你的疑問,這就要搬出我的專業書了,如下圖,
這本書是熱能動力工程和核工程與核技術專業的專業課,書中對於各種沸騰模式有詳細的介紹。
可別小看“燒水”,就是這個“燒水”的過程,這兩本書中都用了相當多的篇幅來論述各種“燒水”過程,用電熱水壺燒水的過程用專業術語表達就是池式沸騰。
一鍋水無法直接蒸發掉的原因
一鍋水無法瞬間蒸發掉,這是因為熱量從水壺的加熱壁(有加熱源的)到介質水有一個傳遞的過程,這個過程中水壺的加熱壁溫溫度已經超過了100攝氏度,靠近加熱壁的水溫最先達到了100度,並開始產生氣泡,但是遠離加熱壁的水文並沒有達到沸騰溫度100度,因此所有的水是無法瞬間沸騰的。
細心的讀者也可以觀察到這樣的現象:氣泡總是先從加熱壁開始產生的,並且逐漸脫離加熱壁,到達水面。
下面從更專業的角度科普下這個過程。
核工程專業術語之一:池式沸騰
池式沸騰就是液體在一個容器內不受外力,完全依靠自然對流產生的加熱現象,家裡使用的各種大鍋、小鍋、各種水壺的燒水過程都是池式沸騰。
核工程專業術語之二:熱流密度
熱流密度就是單位時間內,單位面積的加熱爐壁傳給介質的熱量,單位是J/(㎡·s),J/s就是功率單位W,因此熱流密度單位也可以寫成W/㎡,熱流密度就代表了傳熱效果。
上圖就是池式沸騰熱流密度和溫差的關係圖,溫差為水壺加熱壁溫和飽和溫度(100攝氏度)的差,也就是橫座標5度大氣壓下就表示這時水壺加熱壁溫是105度,縱座標是水壺加熱水的熱流密度。
從圖中可看到並不是壁溫越大,熱流密度就越大,即並不是壁溫越大,傳熱效果越好,尤其在過渡區和穩定的膜態沸騰區,熱流密度較小,而水壺的加熱壁溫度很高,這時水壺被燒燬的風險就很大,而泡核沸騰區的效果是最好的,增加不多的壁溫就可以得到上百倍的熱流密度的增加。
結論:加熱壁溫並不是越高越好,這點是加熱水壺設計者應該考慮的問題。