在一个小瓶子里装一些水,然后把它放在装有干净水的锅里,将锅放在火上烧。很明显,锅里开水的温度不足以将小瓶子里的水烧开。因为要把水烧开,仅仅加热到100℃还不行,从液体变成气态需要更多的热量。锅里的水分子全都可以直接接触到灼热的锅底,小瓶子里的水却只能接触到沸水。很明显,我们不能用沸水把水烧开。但是,如果在锅里撒一把盐,情况就不一样了,因为盐水的沸点略高于100℃,如此一来,小瓶子里的水就能烧开了。......
2023-11-18
如果你对凡尔纳的长篇小说《太阳系历险记》有一定的了解,肯定对里面的主人公——勇敢的勤务兵本·佐夫很熟悉。本·佐夫非常斩钉截铁地说,不管什么时候,在什么地方,沸水的温度都是一样的。如果不是他和司令官塞尔·瓦达克一起意外地被抛到了彗星上,恐怕他一辈子都会抱着这种想法。这个调皮的星球和地球相撞之后,不偏不倚,正好把这两位主人公从地球上撞了下来,并让他们沿着自己那椭圆形的轨道不停前进。就这样,勤务兵本·佐夫亲眼看见,沸水的温度并不是一样的。当时,他发现这个情况时正在做早饭。
本·佐夫把水倒进锅里,然后把锅放在炉子上,等到水一烧开就把鸡蛋放进去。看上去,这些鸡蛋太轻了,好像只是空壳。还不到2分钟,水居然开了。
“真是见鬼了!这火怎么这么大?水这么快就开了!”本·佐夫大声说。“不关火的事,不是火烧得厉害,而是水沸腾得太快了。”塞尔·瓦达克想了想说。他把温度计从墙上取下来,插进开水里,显示是66℃。
“天哪!”军官惊奇地喊道,“66℃就开了,为什么不是100℃呢?”
“真的吗,长官?”
“是的,本·佐夫。你还是把鸡蛋再煮15分钟吧。”
“那它们会变硬的!”
“听我的,老兄。15分钟,正好能把鸡蛋煮熟。”(www.chuimin.cn)
之所以会出现这种情况,原因就是大气压降低了。在这里,空气压力降低了,水受到的空气压力也变小了,所以水在66℃时就会沸腾。如果是在11000米高的地方,情况也会一样。这位军官要是带着气压计,就会知道气压降低的情况了。
小说中的两位主人公所观察到的现象是对还是错,我们暂时不去讨论。两位主人公说,水在66℃时就沸腾了——暂且就当这是真的,但他们的话有一个非常明显的疑点,那就是在如此稀薄的大气中,两人竟然没有一点儿不适。
作者说,在海拔11000米的地方也会发生类似的情况,这的确是事实。在如此高度,水的沸点确实是66℃(和我们之前说的一样,海拔每增加1千米,水的沸点就会降低3℃。所以,要想让水在66℃时就沸腾,就应当到达千米的高度,约为11千米)。但是在这种地方,空气压力也非常小,只有190毫米汞柱,仅为正常大气压力的
。这个高度已经到达平流层,空气非常稀薄,连呼吸都无法维持。
众所周知,就算是飞行员,在这样的高度也必须戴上氧气面具,否则会因为氧气不足而昏迷,小说的两位主人公却安然无恙。幸亏他们没有携带气压计,不然的话,这位小说家没准儿还要千方百计强迫它不按照物理学原理来工作呢!
如果把这颗想象中的彗星换成火星,火星的大气压力不到60毫米汞柱,水沸腾的温度可能更低,只要45℃就可以了。
与此相反,矿井深处的气压远远高于地面,在那里很容易就能得到滚烫的沸水。深度为300米的矿井里,水的沸点为101℃;当矿井的深度为600米时,水的沸点为102℃。
同样,水在蒸汽机锅炉里的沸点非常高,原因是水是在极高的压力下沸腾的。比如,在14个大气压力的条件下,水的沸点高达200℃!相反,如果在空气泵的罩子下面,即便是常温,水照样可以剧烈地沸腾,此时“沸水”的温度仅为20℃。
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