为什么微重力条件下沸腾,气泡不会上升

发布时间: 2021-07-25 03:07:03 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 90

物理问题,为什么水沸腾前气泡越来越小,沸腾后气泡越来越大?,不胜感激!!!就拿用烧杯加热冷水来说吧,一开始没有任何气泡产生,此时...

为什么微重力条件下沸腾,气泡不会上升

物理问题,为什么水沸腾前气泡越来越小,沸腾后气泡越来越大? 不胜感激!!!

就拿用烧杯加热冷水来说吧,一开始没有任何气泡产生,此时液体处于单相水对流换热状态。此后烧杯底部逐渐产生一层气泡,这层气泡由少量水中溶解的气体析出及部分水蒸发形成。在水未达到饱和状态即水未完全烧开的情况下,底部被加热而变大的气泡会克服表面张力向上浮,又在上层凝结即变小消失从而加热上层冷水。当水完全达到饱和状态,在下层形成的气泡会上浮变大是因为整个过程中一直有蒸汽从气泡表面蒸发进气泡内部,使得气泡膨胀变大。那什么是饱和状态呢?简单的说就是液体蒸发的速度与凝结的速度相同。那么是不是说一旦产生气泡,它就会因为蒸发和凝结的速度相同而保持体积不变了呢?不是,因为在此时水会剧烈的转化为水蒸气(这也是我们熟知的沸腾现象),这个过程热源会一直提供水转化为汽的动力,因此水会不断地蒸发,从液体内部蒸发的就形成不断变大的气泡了。反过来讲,液体没达到饱和(即过冷),那么凝结的速度会大于蒸发的速度,在容器底部由高温产生的气泡上升时才会迅速凝结变小。

为什么水沸腾前气泡由大到小,沸腾时由小到大呢?

水沸腾前,底部(靠近火焰处)水达到沸点,而上部水温不到沸点,因此气泡内的水蒸气上升过程中由于上部水温低而逐渐液化,水蒸气越来越少,气泡体积也就逐渐减小;
水沸腾后,上下温度均达到沸点,气泡上升过程可以不断从周围补充水蒸气,所以气泡体积越来越大。
沸腾前水底部温度较高,上层温度较低,气泡(水蒸气)上升时遇冷液化,变小
沸腾后水温都达到沸点,各处都在气化,气泡上升时不断得到补充,变大

为什么水沸腾前气泡由大变小,而沸腾时气泡由小变大?

重点是沸腾前气泡的变化
水沸腾前,在气泡上升过程中,下面部分的水先受热,温度升高,于是有一部分水汽化成水蒸气,形成气泡,气泡所受到的浮力大于自身的重力,于是气泡上升。而由于水是热的不良导体,下部分的水温升高,但上部分的水温度仍然较低,在气泡上升过程中,气泡遇到温度比它低的冷水,于是有一部分水蒸气放热,液化成小水珠,气泡的质量变小了,所以气泡的体积也相应地变小了;但是,在气泡上升过程中,由于所处的深度变小了,所以外界的压强变小了,会导致气泡的体积变大;相对而言,前者对气泡体积变化的影响要比后者大,所以,在气泡上升过程中,实际表现出的现象是其体积变小。
而在水沸腾以后,由于对流,水的上下部分的温度都达到沸点,继续加热,与水沸腾前一样,有水汽化成水蒸气形成气泡上升。在上升的过程中,也不断有水汽化成水蒸气,于是许多气泡聚在一起,越积越多,从而其体积变大,另一方面,与沸腾前相似,在上升的过程中,气泡所处的深度变小了,也会使其体积变大。这两方面的影响是一致的,最终的现象也是气泡的体积变得越来越大。综上所述,气泡体积的变化情况,由两方面因素决定,一是看是有更多的水汽化成水蒸气,形成气泡呢,还是不断地有水蒸气液化成水小珠。另一方面就是在气泡上升过程中,其所处的深度变小了,导致气泡的体积变大。而且从实验中可以得出,气泡所处深度的变化对其体积变化的影响较小,所以,水沸腾前后,其体积的变化出现了两种截然相反的现象。

为什么水沸腾前气泡由大到小,沸腾时由小到大呢?

在沸腾前,容器里各水层的温度不同,容器壁附近水层的温度较高,水面附近的温度较低。气泡在上升过程中不仅泡内空气压强随水温的降低而降低,泡内有一部分水蒸汽凝结成饱和蒸汽,压强也在减小,而外界压强基本不变,此时,泡外压强大于内压强,于是,上浮的气泡在上升过程中体积将缩小。在继续加热的过程中,汽泡产生和膨胀就越来越多,越来越大,但当汽泡上升到温度较低的地方时,汽泡中的水蒸气又要凝结成水,体积又逐渐地减小.那么在这样的过程中,随着温度的升高,汽泡的体积一会儿膨胀一会儿缩小,又不断的上浮,在水的中、上部会产生一种振动,当水温接近沸点时,有大量的气泡涌现,接连不断地上升,并迅速地由大变小,使水剧烈振荡,产生较大的响声。

为什么沸腾前气泡越往上越小

水沸腾前,底部(靠近火焰处)水达到沸点,而上部水温不到沸点,因此气泡内的水蒸气上升过程中由于上部水温低而逐渐液化,水蒸气越来越少,气泡体积也就逐渐减小;
水沸腾后,上下温度均达到沸点,气泡上升过程可以不断从周围补充水蒸气,
所以气泡体积越来越大。

沸腾的时候,气泡不是由小变大吗?为什么这时候是将要沸腾?

 

水沸腾前,在底部有一部分水汽化成水蒸气,形成气泡,气泡所受到的浮力大于自身的重力,于是气泡上升.而由于水是热的不良导体,下部分的水温升高,但上部分的水温度仍然较低,在气泡上升过程中,气泡遇到温度比它低的冷水,于是有一部分水蒸气放热,液化成小水珠,气泡的质量变小了,所以气泡的体积也相应地变小了;当然,在气泡上升过程中,由于所处的深度变小了,外界的压强变小了,会导致气泡的体积有变大的可能;相对而言,前者对气泡体积变化的影响要比后者大,所以,在气泡上升过程中,实际表现出的现象是其体积变小.
而在水沸腾以后,由于对流,水的上下部分的温度都达到沸点,继续加热,有水汽化成水蒸气形成气泡上升.在上升的过程中,也不断有水汽化成水蒸气,于是许多气泡聚在一起,越积越多,从而其体积变大,另一方面,在上升的过程中,气泡所处的深度变小了,压强变小,也会使其体积变大.这两方面的影响是一致的,最终的现象也是气泡的体积变得越来越大.综上所述,气泡体积的变化情况,由两方面因素决定,一是看是有更多的水汽化成水蒸气,形成气泡呢,还是不断地有水蒸气液化成水小珠.另一方面就是在气泡上升过程中,其所处的深度变小了,导致气泡的体积变大.而且从实验中可以得出,气泡所处深度的变化对其体积变化的影响较小,所以,水沸腾前后,其体积的变化出现了两种截然相反的现象.

气泡上升,为什么重力不变

重力为何不变,而浮力会变大啊
因为气泡内的气体没有变化,所以其质量不变,所以其重力不变。
气泡上升,水对气泡的压力变小,所以其体积变大,所以浮力变大。
气泡由一定的水物质组成,由G=mg可知,质量一定了,重力当然不变了,而对于浮力,可由公式F浮=ρ液gV排可知,气泡上升,气泡的体积会增大(因为越上面压强越小),导致v排增大,所以F浮会增大了。
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