与水产生气泡

⒈水产生气泡有两个原因:
①因为搅动,使水中的溶解气体挥发,挥发的时候形成气泡 。
②加热,水自身汽化,水蒸气形成的气泡 。
加热过程中,水蒸气形成的气泡最初是从底部生成,气泡密度比水小,所以上浮 。但是由于这个时候水还没有开始对流,水底部受热,温度高,密度小,而顶部的密度要大一些,那里的压强也大,因为P=ρgh,密度越大,压强越大 。所以开始的时候形成的气泡随着高度的上升而变小;而正是由于这个密度差,导致上边的水下沉,下边的水上浮,水开始对流换热,当这个过程完成之后,水的温度均匀,密度一致,这时的压强就随着高度变高而变小,这时候生成的气泡从水底部开始,由于压强变小,体积变大,另外一路还溶解进其它的水蒸汽,水蒸气量在增大,外界压强也逐渐变小,所以气泡就越来越大!
⒉焦耳是能量单位,是功的单位 。1焦耳=1牛顿×1米 。意思是指1牛顿的力推动物体,物体在力的方向上前进1米的距离,则这个力对物体做功1焦耳 。
焦耳=1牛顿×1米【力、做功】=1瓦特×1秒【功率时间】=1安培×1伏特×1秒【电功】=1安培²×1欧姆×1秒【热功】=1帕斯卡×1立方米【体积功、气体膨胀做功】……

从微观角度看沸腾的过程,大体可分两个阶段:
沸腾前,烧杯里的水被加热,由于水中溶有空气,在杯底及壁上出现了小气泡,这些小气泡是杯内壁及底部所吸附的空气被分离出来形成的 。小气泡的周围都是水,水就要向气泡里不断地蒸发 。小气泡的体积小,里面的气很快就达到饱和状态,所以气泡里不仅有空气而且还有饱和的水汽 。当水温继续升高时,小气泡里的饱和蒸汽压也就逐渐增大,于是它的体积也随之增大,在浮力作用下,汽泡脱离杯底及器壁而上升,同时,遗留在底面上的少量空气,又逐渐形成新的汽泡而上升 。当汽泡上升到比较冷的水的上层时,由于泡内的饱和汽压小于外部的压强,汽泡又逐渐变小,以使泡内的饱和汽逐渐凝结成液体,最后只剩下空气和少量的水汽逃出液面 。
沸腾过程中,随着温度的升高,汽泡里的饱和汽压也越来越大 。等到水的温度升高到一定的程度时,汽泡内的饱和汽压增大到等于外部压强时,整个水层处在同一温度下,于是汽泡在上升过程中就不会再发生水汽凝结和体积缩小的现象 。由于不断吸热,汽泡周围的水迅速地向汽泡内蒸发,汽泡的体积在上升过程中就不断地增大 。最后当汽泡升到水面时裂开,放出大量的蒸汽,此时杯内的水上下翻腾,形成沸腾现象 。

    推荐阅读