壓力和溫度如何影響沸騰
壓力是力作用于表面的方式。如果將空氣泵入自行車輪胎,高能氣體分子會(huì) 沖向內(nèi)部,與輪胎壁碰撞并向外擠壓。輪胎保持彈性和膨脹,因?yàn)榭諝夥肿油苿?dòng)其內(nèi)壁的力(或更大)比外部的空氣分子推動(dòng)外壁。如果加熱輪胎,就會(huì)給空氣分子帶來(lái)更多能量。它們沖得更快,更頻繁地與輪胎的橡膠壁碰撞并施加更大的力。輪胎感覺(jué)更加疲憊,或者,如果你運(yùn)氣不好,爆發(fā)!
在物理學(xué)中,我們說(shuō)表面上的壓力是壓在它上面的力除以力作用的面積:
壓力=力/面積
假設(shè)你有一個(gè)裝滿土豆的平底鍋,你想做飯。你把鍋裝滿水,放在熱爐上,等待水沸騰?,F(xiàn)在你可能認(rèn)為水會(huì)在“足夠熱時(shí)”煮沸 - 這是真的,但只有一半是真的。當(dāng)它所含的大部分分子具有足夠的能量從液體中逸出并在其上方形成水蒸氣(蒸汽)時(shí),水實(shí)際上會(huì)沸騰。水越熱,分子的能量越高,它們就越容易逃逸。因此溫度在煮沸時(shí)起著重要作用。
但壓力也很重要。水上空氣的壓力越高,分子越難脫離; 壓力越低,越容易。如果你曾經(jīng)嘗試過(guò)用便攜式野營(yíng)爐在山上制作一杯茶,你就會(huì)知道水在較高溫度下沸騰。這是因?yàn)榭諝鈮毫ο陆翟礁?。在珠穆朗瑪峰的頂部,氣壓大約是海平面的三分之一,所以水沸騰在大約70°C或158°F(參見(jiàn)MadSci論壇發(fā)帖的原因)。山頂?shù)牟栉兜篮軔盒?,因?yàn)樗序v的溫度太低:即使它沸騰,水太冷,不能正確“煮”茶葉。
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