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冷水“烧”开水的实验教程

2012-03-08 16:02:25 来源:www.kj599.com 浏览:9504
内容提要:“冷水烧开水”,这个题目有些不清楚,准确的表达应该是:利用冷水使不再沸腾的开水重新沸腾起来。

      “冷水烧开水”,这个题目有些不清楚,准确的表达应该是:利用冷水使不再沸腾的开水重新沸腾起来。
      什么?意思弄清楚了,但是这是不可能的?我可以负责任地告诉大家,冷水不但能够把不再沸腾的开水“烧开”,而且还很容易!
      需要的装置只是一个空罐头瓶子,还有一副防烫伤的手套:

      先把罐头瓶盖子取下,里装上大约三分之一的清水,放在微波炉里加热至沸腾。当然你也可以直接加入开水,这样能够缩短加热的时间,没有微波炉的话也可以在煤气灶上面加热。只是要注意,这种玻璃罐头瓶本来不是装热水的,要防止炸裂。
      等罐头瓶里的水剧烈沸腾之后,带上防烫的棉手套,把它从微波炉里面取出来,迅速盖上瓶盖。因为不再有热源,这时瓶里的开水已经不再沸腾了。
      把拧紧盖子的罐头瓶放进水盆里,往铁盖上浇凉水,这时你会发现,原本已经平静了的热水,重新剧烈沸腾起来,就是说,我们用冷水把它重新“烧开”了!
      这个实验利用的科学原理是:水的沸点随气压变化。在一个标准大气压下,水的沸点是100摄氏度,当气压低于一个大气压后,水的沸点随着降低。请看下面这个实验视频,往后拉动针管的活塞,使得里面的气压变低,原本温度不到100摄氏度,在常压下达不到沸腾状态的热水,在低压下剧烈沸腾起来:

      这个实验我们也可以自己做,从医疗用品商店买到20毫升的针管,里面抽进一些刚烧开的热水,再把针头一端堵住,用力抽活塞就可以了。     
      在0.7个大气压下,水的沸点降低到90摄氏度,0.5大气压变为80度。因为高海拔地区气压比标准大气压低,所以登山队员们锅里沸腾的开水温度不到100度,很难煮熟食物。
      可是在开始的实验中,我们是怎样利用冷水,使罐头瓶里的气压变低的呢?
      原来,罐头瓶里的水刚刚烧开过,里面充满了水蒸气。我们往瓶盖上浇冷水,使得瓶内的温度降低,水蒸气遇冷变成水,体积一下子缩小了1700多倍,瓶内空间几乎变成真空,气压迅速降低。瓶里的水的沸点跟着气压降低,当沸点低于热水的温度时,热水就剧烈沸腾起来。
      关于罐头瓶内气压降低的问题,请参考:科技小制作网>>实验教具>>大气压压扁易拉罐

      现实生活中,利用水的沸点随气压变化的原理,我们制成了高压锅。普通高压锅内气压能够达到2个标准大气压,水的沸点达到120摄氏度,当然比100度的沸水更容易煮熟食物了。
      如果利用沸腾的方法蒸发牛奶中的水分,来制造奶粉,则需要把牛奶放在一个低压的容器中。这样牛奶在低于100度的条件下沸腾,水份蒸发了出来,还不会破坏里面的蛋白质。
警告:
1、该实验存在受伤的风险,未成年人需在成年人指导下完成;
2、在加热和移动装了热水的罐头瓶时,要防止烫伤,且防止玻璃瓶加热不均造成的炸裂;
3、罐头瓶内部低压时,可能会在大气压下爆裂,因此实验时要带护目镜,且保持头部远离玻璃瓶;
4、实验结束后罐头瓶盖可能难于开启,可先用铁钉在铁盖上开孔,平衡压力,且防止内部热水烫伤;

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