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如何使水沸騰到結冰

生活更新时间:2024-12-23 11:55:05

如何使水沸騰到結冰（讓水一直沸騰直到結冰）1

科迪實驗室youtube視頻畫面截圖

如果希望給自己來一點頭腦風暴，試試這個——按照正确步驟，你可以在水煮沸的同時，使它結冰。

是的，在開水沸騰幾分鐘後，開始慢慢凝固，如果手指觸碰一下，你會發現水很冷。有夠挑戰常識吧？

那麼發生什麼了呢？

首先，我們需要特别的裝置，因為在正常情況下，你不會立刻就把水燒開，所以把家裡的水壺拿開吧。

你需要的是一個壓力艙，它使用一個真空泵來吸走空間内部的所有空氣。在國外泛科普自媒體科迪實驗室 Cody's Lab video 的youtube視頻裡，艙内放置一個盛有60毫升室溫自來水的燒杯。

壓力室内放置無水硫酸鎂和塗了一層硫酸鈣的燒瓶充當幹燥劑。這兩種物質在煮沸——冷凍過程中毫無作用——它們可以吸收水蒸氣，避免氣壓升高破壞實驗或損害壓力艙。

然後将幾塊固體方解石作為“沸騰片”添加到水中，這也不會帶來溫度上的影響，但會使水更加平穩地沸騰。

好吧，現在一切都準備好了。

在壓力室内部，水并非因升高溫度而沸騰，而是因減壓而沸騰。

正如Cody所解釋的那樣，液體的沸騰溫度、也就是所謂的沸點，随着氣壓壓力變化而變化，壓力越高，液體的沸點就越高。

1标準大氣壓、或0.101325兆帕(MPa)蒸汽氣壓下，水會在100攝氏度(水的正常沸點)下發生沸騰。當水的溫度達到這一點，它開始蒸發并将狀态從液态水轉換成蒸汽。

這也就是為什麼，水在室溫的時候，不會自發的出現沸騰的狀況。

知曉了這些原理，就可以解釋前面的現象。當我們抽走壓力艙内部大量的空氣時，氣壓降低，沸點也跟着降低。最終，沸點低到當時水自身的溫度，然後就會自發地開始沸騰。

水沸騰的時候，實際上，單個水分子會以更激烈的方式運動，直到脫離了其他分子的束縛，逃逸到空氣中。但是，液體本身沒有其他的能量來源，所以，分子逃逸時消耗的就是液體自身的熱量。當你通過降低氣壓的方式使水沸騰時，處于液态的分子将能量傳遞給逃逸出去的分子。結果就是，剩餘的液體的溫度越來越低，最後就降低到結晶點。

顯然，氣态分子比無法克服分子間弱作用力的分子具有更多的動能。

物理學，你真棒.jpg

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基于創作共用協議(BY-NC)發布。

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