田 園
我們總認為溫度高汽化得快些,事實上在特定的情況下剛好相反。取兩塊鐵板,分別加熱到150 ℃和300 ℃左右,并維持兩個溫度不變,然后用吸管吸一些自來水,一滴一滴地滴到鐵板上,注意觀察水滴變化情況和汽化過程。
你會發現,水滴在高溫鐵板上呆的時間要比在低溫鐵板上呆的時間長得多,運動也劇烈得多。水滴在鐵板上既要上下跳動,又會左右振蕩,十分有趣!
在一個大氣壓下,水的沸點為100 ℃,溫度越高,水的汽化速度也越快。把一杯水倒進300 ℃的坩堝中要比倒進150 ℃的坩堝中汽化得快,原因是坩堝溫度越高,單位時間內傳遞給水的熱量就越多,水就越容易汽化??伤卧阼F板上為什么會反常呢?
早在1756年,德國的一位物理學家萊頓佛羅斯特就注意到水滴在鐵板上的情形。他是第一位描述這種現象的科學家,后來人們就把這種現象叫做萊頓佛羅斯特現象。萊頓佛羅斯特發現,當小水滴落到剛從爐火中取下來的赤熱鐵勺子里時,第一滴水可以持續很長一段時間,約30秒鐘才完全汽化,第二滴水只存留10秒鐘左右,以后落下的水滴則只能保留到2秒鐘。由于歷史條件的限制,萊頓佛羅斯特不可能對這個現象做出正確的解釋?,F在,科學家已基本上弄清楚這種現象的本質。當金屬板(或鐵板)溫度很高時,水滴滴到金屬板上,靠近金屬板的一層水很快汽化,汽化的水蒸氣把液體水托起來,這時你就看到水滴在金屬板上不停地跳動、振蕩。由于水蒸氣的導熱性很差,因此金屬板的熱量不會很快傳到水滴上,水滴就能在金屬板上維持較長一段時間。若金屬板溫度很高,蒸氣膜層會較厚,水滴維持的時間也就會長些。金屬板溫度若在500 ℃以上,則會通過熱輻射把熱量傳給水滴,水滴維持時間反不如溫度低于500 ℃的情況了。若金屬板溫度低,由于形成的蒸氣膜薄,熱量仍可以很快傳給液滴使它汽化。液體在金屬板上逗留時間最長的溫度,稱為萊頓佛羅斯特溫度,如水的萊頓佛羅斯特溫度為300 ℃,白醋為230 ℃等。