突沸

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突沸,如大家所知道的我们平时的时候烧水,是一个渐变的过程,水是慢慢变热,然后开始沸腾的,气泡充当了一种叫做气化核的东西,依次表示了附在器壁上的气泡的增大过程

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突沸 - 成因

如大家所知道的我们平时的时候烧水,是一个渐变的过程,水是慢慢变热,然后开始沸腾的,气泡充当了一种叫做气化核(见图)的东西,图之(a)、(b)、(c)依次表示了附在器壁上的气泡的增大过程。图(b)中的气泡的球形部分受到向上的浮力,也受到向下的泡的颈部表面张力对它的拉力。当泡的体积增大到浮力大于表面张力的拉力时,气泡的球形部分将被拉脱而悬浮在液体中,同时在原来的器壁微孔处留下一个新的汽化核。一旦液体被加热到其饱和蒸气压等于大气压强时的平衡温度,这时液体上、下部分的温度差一般不大,此时泡内的压强始终大于泡外的压强,脱开后的气泡边上升边扩大,升到液面而破裂,如图(e)所示。整个液体呈现上下翻滚的剧烈汽化的状态,这就是沸腾现象,水在沸腾中产生气泡变成蒸汽带走热量。而对于突沸现象,是由于液体中没有适当的气化核,比如太平滑干净的杯子,无杂质的纯水,导致液体温度已经达到沸点,但却没有沸腾。这个时候,如果突然改变液体环境,例如搅拌水、摇晃杯子。液体将会立刻沸腾,并瞬间变态气化,热量瞬间散发,造成液体往上喷发。这就是为什么水都飞溅到他的脸上的原因,那就像把脸直接对着烧开的水壶口一样。

突沸 - 说明

然而,并不是“绝对不能在微波炉中单独加热”。前面提到造成“突沸”的原因,是因为没有适当的气化核,所以后来提到可以放置「木制的搅伴棒或茶包」,其实主要并不是要用来扩散热量,而是要让液体有足够的气化核,形成沸腾。这包括表面粗糙的容器,或者洒点糖或盐,都是可以的。总之,当液体中有适当的气化核,就可以在沸点时形成气泡造成沸腾,也就不会发生突沸现象。所以液体还是可以在微波炉中加入。但是,微波炉加热液体最好不要过长,因为它功率高加热速度快,比较容易造成突沸现象。

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化学 微波炉 热学 物理

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