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为什么水在真空中会变得很冷,迅速结冰

文章出处:上海真空泵厂家当前分类:真空泵百科

  为什么水在真空中会变得很冷,迅速结冰:
  实验人员在密闭容器中放了一个小塑料烧杯水,并试图对该密闭容器进行真空处理。令实验人员惊讶的是,不到两分钟的时间水就变得很冷,迅速结冰,这是为什么呢?
  这是专验人士对这个问题的回答:
  如果配置了真空泵的真空腔室是热隔离的,则水的温度会降低,为什么水在真空中会变得很冷,迅速结冰,因为水绝热地膨胀为气态。发生这种情况是,假设液体的初始体积及其初始温度,一旦您抽空了腔室内的大气气体,现在水可能占据了容器的全部体积。这意味着它不再局限于烧杯,并且没有其他气体占据体积。这告诉我们,水随着膨胀而冷却。
  同样的,当您将挥发性液体洒到自己身上时,会感到冷。液体挥发性越大,感觉越冷。水比室温冷,而酒精比水冷,因为来自气体的液体相变需要能量(是吸热的),它会吸收周围的能量,从而使您或与之接触的物体冷却。并且,当降低周围压力时,会增加蒸发速率。请注意,在“尝试以低于其沸点的温度蒸发水”时,应注意,沸点取决于压力,并且定义为蒸气压等于周围压力的温度。在正常大气压下,沸点为100摄氏度。-这相当于沸点与压力的关系。在1摄氏度时,压力为4.9 mmHg,因此当压力为4.9 mmHg时,水的沸点为1摄氏度。快速蒸发导致快速冷却。
  在常温下,水的蒸发过程非常缓慢。在降低压力的同时,液体沸点降低并且蒸发变得更加强烈。因此,通过降低温度,水开始活跃地蒸发(如果不过热,则可能开始沸腾),结果整个系统的能量和温度下降。
  为什么水在真空中会变得很冷,迅速结冰,一句话总结:水的沸点和压力有关,当利用真空泵(可采用任何一台真空泵,旋片式真空泵,罗茨真空泵,或其它真空泵)抽真空,水的沸点会随着空气压力的降低而降低,而水蒸发,从液汰变成汽态会吸收大量的热量,因而会迅速制冷,并且结冰。

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