田 園
我們總認(rèn)為溫度高汽化得快些,事實(shí)上在特定的情況下剛好相反。取兩塊鐵板,分別加熱到150 ℃和300 ℃左右,并維持兩個(gè)溫度不變,然后用吸管吸一些自來(lái)水,一滴一滴地滴到鐵板上,注意觀察水滴變化情況和汽化過(guò)程。
你會(huì)發(fā)現(xiàn),水滴在高溫鐵板上呆的時(shí)間要比在低溫鐵板上呆的時(shí)間長(zhǎng)得多,運(yùn)動(dòng)也劇烈得多。水滴在鐵板上既要上下跳動(dòng),又會(huì)左右振蕩,十分有趣!
在一個(gè)大氣壓下,水的沸點(diǎn)為100 ℃,溫度越高,水的汽化速度也越快。把一杯水倒進(jìn)300 ℃的坩堝中要比倒進(jìn)150 ℃的坩堝中汽化得快,原因是坩堝溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)傳遞給水的熱量就越多,水就越容易汽化。可水滴在鐵板上為什么會(huì)反常呢?
早在1756年,德國(guó)的一位物理學(xué)家萊頓佛羅斯特就注意到水滴在鐵板上的情形。他是第一位描述這種現(xiàn)象的科學(xué)家,后來(lái)人們就把這種現(xiàn)象叫做萊頓佛羅斯特現(xiàn)象。萊頓佛羅斯特發(fā)現(xiàn),當(dāng)小水滴落到剛從爐火中取下來(lái)的赤熱鐵勺子里時(shí),第一滴水可以持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間,約30秒鐘才完全汽化,第二滴水只存留10秒鐘左右,以后落下的水滴則只能保留到2秒鐘。由于歷史條件的限制,萊頓佛羅斯特不可能對(duì)這個(gè)現(xiàn)象做出正確的解釋?,F(xiàn)在,科學(xué)家已基本上弄清楚這種現(xiàn)象的本質(zhì)。當(dāng)金屬板(或鐵板)溫度很高時(shí),水滴滴到金屬板上,靠近金屬板的一層水很快汽化,汽化的水蒸氣把液體水托起來(lái),這時(shí)你就看到水滴在金屬板上不停地跳動(dòng)、振蕩。由于水蒸氣的導(dǎo)熱性很差,因此金屬板的熱量不會(huì)很快傳到水滴上,水滴就能在金屬板上維持較長(zhǎng)一段時(shí)間。若金屬板溫度很高,蒸氣膜層會(huì)較厚,水滴維持的時(shí)間也就會(huì)長(zhǎng)些。金屬板溫度若在500 ℃以上,則會(huì)通過(guò)熱輻射把熱量傳給水滴,水滴維持時(shí)間反不如溫度低于500 ℃的情況了。若金屬板溫度低,由于形成的蒸氣膜薄,熱量仍可以很快傳給液滴使它汽化。液體在金屬板上逗留時(shí)間最長(zhǎng)的溫度,稱(chēng)為萊頓佛羅斯特溫度,如水的萊頓佛羅斯特溫度為300 ℃,白醋為230 ℃等。