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温度高为什么气化慢?

  • 日期:2009-08-07 08:26
  • 来源: 互联网
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取两块铁板,分别加热到150℃和300℃左右,并维持个温度不变,然后用吸管吸一些自来水,慢慢一滴一滴地滴到铁板上,注意观察水滴变化情况和汽化过程。你会发现,第一滴水滴在高温铁板上所呆的时间要比在低温铁板上所呆的时间长的多,运动也剧烈得多。水滴在铁板上既要发生上下跳动,又会产生左右振荡,十分有趣。在一个大气压下,水的沸点为 100℃,温度越高,水的汽化速度也越快,如把一杯水倒进300℃的坩锅中要比倒进150℃的坩锅中汽化来得快,原因是坩锅温度越高,单位时间内传递给水的热量边越多,水就越容易汽化。可水滴在铁板上为什么会反常呢?
     早在200多年前,即1756年德国的一位物理学家莱顿佛罗斯特就注意到水滴在铁板上的形为。他是第一位描述这种现象的科学家,后来人们就把这种现象叫做莱顿佛罗斯特现象,莱顿佛罗斯特发现,当小水滴落到刚从炉火中取下来的赤热铁勺子里时,第一滴水可以持续很长一段时间,约30秒钟才完全汽化,第二滴水只存留10 秒钟左右,以后落下的水滴则只能保留到2秒钟。由于当时历史条件的限制莱顿佛罗斯特不可能对这个现象做出正确的解释。
     现在科学家已基本上弄清楚这种现象的本质,当金属板(或铁板)温度很高时,水滴滴到金属板上,靠近金属板的一层水很快汽化,汽化的水蒸汽把液体水托起来,这时你就看到水滴在金属板上不停地跳动,振荡。由于水蒸汽的导热性很差,因此金属板的热量不会很快传到水滴上,水滴就能在金属板上维持很长一段时间。但若金属板温度很高,水汽膜层会较厚,水滴维持的时间也就会长些,金属板温度再进一步升高,如 500℃以上,则会通过热辐射把热量传给水滴,水滴维持温度反不如比这温度低的情况了。若金属板温度低,由于形成的蒸汽膜薄,热量仍可以很快传给液滴使它汽化,液体在金属板上逗留时间最长的温度,称为莱顿佛罗斯特温度,许多液体都有这种现象,如水的莱顿佛罗斯温度为 300℃,白醋为230℃等。

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