加载中…奇趣物理实验——浮光跃金
(2023-11-10 09:43:03)
标签：
暴沸过热水相变 |
分类： 奇趣物理实验 |
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在上个实验《沸反盈天》中
过热水在微波炉中持续加热
最终暴沸
本次实验中
将超过100度的过热水
从微波炉中取出
用激光照射
使其沸腾
激光器标称
波长450nm
功率5.5W
激光从右侧水平入射
激光上下移动时
气泡的初始位置
随之移动
这说明
整杯水中的液体
都已超过沸点
某个点发生气化
并不会带动所有液体集体气化
从慢镜头中可以看到
在激光的路径上
有很多亮斑
一闪即逝
这应该是水中的固态杂质
激光照射到杂质
导致其升温
于是该点附近液体气化
形成气泡
由于是过热液体
气泡在上升途中
不断长大
左侧气泡逐渐长大
激光照在气泡的不同位置
发生折射、反射和全反射
此时
光路上能观察到其它固体颗粒
但它们并未形成气泡
激光诱导产生的气泡
在上升过程中
快速变大
气泡到达液面顶端
破裂
诱发产生更多的小气泡
这些小气泡都位于液面附近
对液体下部的影响很小
这与《沸反盈天》中
观察到的下图现象相同
上层液体剧烈翻滚
下层区域不为所动
暗示着下方液体温度较低
微波炉的加热方式
和酒精灯、电炉不同
烧杯中的液体
上方高温
下方低温
激光从上方入射
在杯底诱导出气泡
在同一次实验中
前一个气泡上升到表面
破裂
产生大量小气泡
后一个气泡上升到表面
破裂
依然能产生大量小气泡
这或许是
经历前一次扰动后
表面依然保留有大量过热液体
或许是
经历前一次扰动后
过热液体温度下降
不再过热
和周围的过热液体混合
温度再次超过沸点
变为过热液体
或许是
经历前一次扰动后
过热液体温度下降
不再过热
但密度降低
下沉
下层的过热液体占据表面
激光水平入射时
无论是在上部还是下部
都能够诱导出气泡
但是
激光竖直入射时
绝大部分的气泡
都在杯底产生
只有少数气泡
像上图中那样
在杯子中上部产生
我不知道这是必然
还只是一次偶然
有兴趣的读者，可以参阅如下文献，进行深入了解
1：关于暴沸成因的探讨.化学教学, 1991(3):2.
2：含水老化油暴沸机理.化工学报, 2015,
66(12).
3：微肋结构对储罐失压下液化气瞬态暴沸特性的影响.化工学报,
2018.
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