看過動漫《降世神通》的截水神功嗎?就是讓水可以按照你的意志運動的那種本領(lǐng)。
這似乎違反物理學(xué)了,但是今天教你一招方便易學(xué)的“截水特技”,學(xué)會了之后,你就可以控制沸水,讓它只在你的指令下沸騰。
這樣,你就可以在同學(xué)面前表演,打一個響指就能讓水一秒沸騰的“魔術(shù)”了。
材料:
一個比較光滑的玻璃杯,最好是新杯子,微波爐、沒有氣泡的水、防熱手套(烤箱用的那種)、方糖、砂糖、鹽都可以
注意:這個實驗有一定的危險性,一定要在成年人的看護下進行。
實驗步驟:
1.用一個比較光滑的杯子,最好是新杯子,裝上半杯純凈水。
2. 把杯子放到微波爐里,加熱8分鐘。注意加熱完畢后不要直接用手去拿杯子,也不要把杯子從微波爐里取出。
3. 戴上防熱手套,小心翼翼地用筷子或者勺子把方糖放到杯子里,同時打一個響指,你就可以讓水一秒沸騰啦!
原理:
你觀察到的這個現(xiàn)象叫做過熱(superheating),也叫沸騰延遲,是液體到了沸點但不沸騰,或延遲沸騰的現(xiàn)象。
用微波爐把純凈水加熱太長時間的時候就容易出現(xiàn)過熱,特別是你在使用新買的茶杯或碗的情況下。
過熱現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是,要形成沸騰的氣泡,就必須要跨越自由能壘(free-energy barriers)。簡單來說就是,你看見的沸騰的氣泡,它們不是憑空產(chǎn)生的,而是借助水里本來就有的小氣泡形成的。
這些可以變成大氣泡的小氣泡,叫做成核位點(nucleation sites),它們往往是貼杯壁上的那些空氣囊。
新的杯子和碗的表面比較光滑,小的氣泡無法鑲嵌在上面,因此缺乏形成氣泡所需的成核位點。缺乏成核位點,就很難形成氣泡,也就不易沸騰了。由于不會沸騰,多余的熱量無法通過水蒸氣散發(fā),因此過熱水的實際溫度可以超過100攝氏度,相當(dāng)燙手。
不過,當(dāng)過熱水受到擾動,比如你把它放到嘴邊,或是放入勺子攪拌的時候,它就會突然沸騰,對人體造成傷害,所以不要直接用手去拿過熱水。