高中物理第4章氣體43飽和汽教案魯科版選修(參考版)
2025-06-13 02:21本頁面
【正文】 思考探究：對常見現(xiàn)象的研究可以使我們獲得很多的知識，而這些知識有可能應(yīng)用在尖端科技領(lǐng)域中?！苯裉?，科學(xué)家們還在繼續(xù)進(jìn)行這項基礎(chǔ)實驗以了解更多的知識。默特說：“如果比較好地理解了這個現(xiàn)象，我們就能做出最佳的設(shè)計。當(dāng)出現(xiàn)后一種情況時，氣泡將有效地將液體與加熱器隔離起來，使液體不再進(jìn)一步沸騰并導(dǎo)致加熱器的溫度急速升高?！ ∧嘏c合作者使用這種裝置得到了一些非常有趣的發(fā)現(xiàn)?！彼阅赜檬⒅谱髁艘粋€底面平滑、堅硬透明的沸騰室，然后又給石英覆蓋上一層厚度不到400埃的極薄的金層。 這些早期研究的一項重要成果就是制造實驗用的沸騰室的方法，它使科學(xué)家可以看清加熱器的表面以及在那里與加熱器接觸的液體?！蹦睾推渌茖W(xué)家曾利用“下降塔”進(jìn)行無重力沸騰的早期研究，即通過讓高塔上的樣品自由下落來實現(xiàn)幾秒鐘的零重力條件。默特被人們視為微重力沸騰實驗之父，正是他發(fā)明了記錄在錄像帶上的實驗。雖然這些現(xiàn)象用現(xiàn)有的理論就可以預(yù)測，但要想真正了解整個過程的細(xì)節(jié)，并尋找未預(yù)測到的現(xiàn)象，則需要進(jìn)行真實的實驗。因為只有一小部分液體被加熱，因此它會更快地沸騰。對我們來說，太空就可以將研究的問題簡化。它為想解決棘手物理問題的科學(xué)家提供了有力的工具?！被鶃喞商卣f，“可是，在失重的太空軌道上，沸騰遠(yuǎn)比在地球上簡單。因為失重環(huán)境給科學(xué)家打開了一個觀察沸騰現(xiàn)象的嶄新窗口，他們可以借此更好地理解沸騰這個基本的物理現(xiàn)象。因為一旦了解了液體在太空中是怎樣沸騰的，科學(xué)家就可以制造出更有效的太空 艙制冷系統(tǒng)，例如國際太空站上使用的就是利用氨在液態(tài)和氣態(tài)間轉(zhuǎn)化的空調(diào)系統(tǒng)?；鶃喞商夭┦空f：“想想看，在這些實驗以前，世界上有誰看到過太空中的沸騰呢？這真是不可思議！”基亞拉蒙特是美國航空航天局負(fù)責(zé)液體沸騰實驗的科學(xué)家，他說這一系列太空沸騰實驗已被研究人員視為“經(jīng)典”了。多虧了美國航空航天局對這一過程的錄像，現(xiàn)在我們在地球上就可以觀察到液體這種令人迷惑的古怪的沸騰行為了。在實驗中，他們發(fā)現(xiàn)了液體在地球與太空軌道上沸騰時所發(fā)生的一些令人迷惑的不同之處。一個由密歇根大學(xué)和美國國家航空航天局的研究人員組成的科學(xué)家小組決定弄清這些問題。那么太空中的沸騰又是怎樣的呢？ 實際上，物理學(xué)家一直被地球上沸騰液體的復(fù)雜行為所困惑。當(dāng)裝有液體的容器被加熱后，由于重力的影響，液體中比較熱的部分上升，而比較冷的部分則下降──這就是“對流”。這種小鴨是“不花錢”的發(fā)動機的一個極其明顯的例子，但它并不是什么“永動機”。這個玩具會不斷地自動活動下去，只要讓它頭上的棉套子繼續(xù)被打濕，而周圍空氣的濕度又不太大，能夠保證正常的蒸發(fā)，也就是保證頭部的溫度能夠相對地降低。第二，上下兩部分的飽和蒸汽混合了，壓力也變得一樣了（由于吸收了周圍空氣的熱量，蒸汽的溫度略有上升），同時玻璃管里的液體，也在本身的重力作用下流入下端的大玻璃球。在這個位置里，有兩個過程各自獨立地進(jìn)行著。于是下部那個大玻璃球里的比較大的壓力就會擠壓液體，使它順著玻璃管上升。水分急劇蒸發(fā)的時候，鴨頭上的溫度會變得比下面玻璃管和大玻璃球里的溫度低。鴨子的頭部有一種奇妙的性能：只要用水把它打濕，那里的溫度就會變得比周圍溫度稍微低一些。醚在室溫里很容易蒸發(fā)，而醚的飽和蒸汽所產(chǎn)生的壓力又
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