书城教材教辅小学生最想知道的100个为什么:身边的秘密
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第3章 水烧开的时候,水中的气泡是从哪里来的?

房间里的秘密

在最普通的房间里,即使是厨房,都存在着许多难以解释的事情:

为什么水只是在烧开前发出响声?是什么力量使微波炉里的玉米粒爆开?这些围绕在熟透的水果周围、无处不在的小飞虫,它们来自哪里?除此之外,那些正在厨房墙壁和天花板上散步的大苍蝇,它们是如何做到“飞檐走壁”的呢?解密之旅从这里开始……

有这样一句谚语,“心急烧不开水”。其实,不是心急烧不开水,它和其他的水一样容易烧开。当然,等待一锅水开始冒气泡就如同看着油漆干了一样漫长。

经过漫长的等待后,水里终于冒出了气泡,你知道它们是从哪里来的吗?当给水加热时,水分子之间的碰撞变得更加活跃;当水足够热时,有些水分子就会冲破和其他同伴之间的束缚,从液态变成气态。那些气泡是一团小小的气体,也就是我们所说的水汽。

当液体的温度达到沸点时,气泡中的气压等于大气压;当液体的温度高于沸点时,气泡中的气压高于大气压。气泡努力地想从水中“逃走”,它们逐渐升到水面,最后“啪”地一小声将水汽释放到空气中。

当加热一锅水时,第一次出现在锅壁上的一排排的气泡仅仅是溶解在水里的空气,它们因水温升高而再次以气体的形态出现。当锅底非常热时,水开始变成气体,从锅底冒出的一股股水泡才是真正的“气泡”——滚烫的水蒸气“气泡”。不过,这些气泡在遇到上面比较冷的水时立刻就破裂了。

随着锅内上部水温的升高,气泡能够一直向上升到水面。因为气态水的密度要比液态水的密度小,所以这些气泡能像充满氦气的气球一样向上升,并且在上升的过程中聚集更多的水分子。无论你着不着急,水现在已经翻滚着沸腾了。

气泡到达水面后就会破裂,将水汽释放到空气中。事实上,如果任由水烧开沸腾足够长的时间,锅里将变得空空如也,所有的水都变成了水汽,藏到了厨房的空气中或凝结在窗户上。

水在锅底的热点上形成气泡。与玻璃一样平滑的锅底相比,气泡在表面有些粗糙不平的锅底更容易形成。粗糙的表面为气泡的产生提供了场所。

水的沸点随着气压的变化而改变。

在地球上海拔高度在海平面时,水的沸点是100摄氏度;在空气稀薄、气压较低的3048米高山上,水仅仅在90摄氏度就开始沸腾;在空气稀薄的火星,淡水大约在冰冷的1摄氏度沸腾。所以在火星上,你能够把手放到煮沸的(冷)水中。不过,可不能用它来做意大利通心粉,因为这些水是煮不熟面的。

小趣闻

将水放在玻璃或陶器中并放入烤箱里加热时,水实际上能够被加热到高于沸点的温度,但是水中的气泡并没有释放出来,还依然保留在水中。但是,请小心!当移动玻璃或陶器时,立刻会形成气泡,带着烫热的热水四处飞溅。