【科技之光】室温下的水在真空状态下会沸腾后结冰,为什么?

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查看11 | 回复3 | 2007-6-4 23:39:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
首先你还应该再明确一下沸腾是什么,尽管你已经有了较深的了解.液体(水)剧烈汽化的过程,但是它取决于两个条件,一是温度,二是压力.但进一步地,这个压力其实不是大气压,而是指液体水上方大气中水蒸气产生的压力.其实大家都知道,空气中是存在水蒸气的,但当温度降低时,会有一部分水蒸气气液化,这个温度下水蒸气的压力就对应着该温度的水蒸气"饱合压力".以水为例,就是在一百摄氏度时,水的饱和压力是一个大气压,因此,在敞口容器中的水一百度就沸腾了,但是假如在高压锅中,沸腾温度就要上升.这个过程是分子间的平衡过程,与温度到底是多少没有关系.(甚至当液体变成固体时,简单的例子就是冰会升华).再进一步,由于气体分子(或原子)间距要远大于液体间距,分子间势能增大,因此,由能量守衡,液体气化时必然会吸收一定的能量.也就是气化热(这个"气"字好像是"汽",记不清了).这个能量是较大的.由上,我们得出结论,你讲的过程其实按步骤来说应该是水气化,再吸收热量,而不是你想像中的先有能量过去,再把水气化(虽然日常生活中很多都是这样).这其实是一个习惯性错误思维,大家都容易犯.再要补充一点就是其实前面那位同志的回答是正确的,只不过是简单了些.
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千问 | 2007-6-4 23:39:29 | 显示全部楼层
你所讲的真空罩里(真空室)的真空是有真空泵等真空获得设备获得的。因为你在抽真空时把真空室里的空气抽走,里面的压力变小,水分子得到了更多的自由运动的机会,它(水分子)就蒸发到真空罩里,我们知道任何物质从液态变为气态都是需要能量的,水分子也不例外。它就这样循环:水吸收热变成气态;然后在由真空泵把水蒸汽抽走,然后气压变低水再蒸发,周而复始的循环,吸收大量的热。这样水里的热量就被蒸发出去的水分子带走了,剩下的水因为温度变的很低就变成冰了。如果水很少的就会被全抽走的,只要里面有水它的真空度就会在260Pa以上。(版权所有严禁拷贝,我是做真空设备,希望有机会交流Q37821743)
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千问 | 2007-6-4 23:39:29 | 显示全部楼层
因为水分子蒸发,带走了大量的热。有点得注意,水进行物态变化,也就是从水变成水蒸气的时候需要吸收掉比自身比热更大的热量;反过来,因此会失去更多的热量了,而这失去的热足以让它在正常情况下降低到0以下,所以就结冰了。
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千问 | 2007-6-4 23:39:29 | 显示全部楼层
觉得上面两位都对的,内部是真空的外界热量是不会容易地传进来的
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