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标题: 密封的水加热后会沸腾吗？ [打印本页]

作者: brain_hand 时间: 2018-12-15 13:51
标题: 密封的水加热后会沸腾吗？
有一个容器，加一半的水，然后密封，假设容器不会爆炸。
那么，在不断的外界热量输入之下，容器里的水会沸腾吗？
我觉得不会沸腾。因为液面始终到不了饱和蒸气压（有空气无法排出）
假如沸腾了，汽压马上升高，沸腾又停止了。
比如将一个密封的罐子抽真空，抽到一定程度罐子里的水会沸腾，但必须不断抽真空，才能维持沸腾。就和锅炉原理一样，需要不断排放水蒸气。
又如爆米花，密闭之前不会爆开，只有释放压力，玉米里面的水才汽化爆开。
而有些用高压锅爆玉米的，是因为高压锅始终与外界联通，使之压力不会无限升高，继续加热下能

作者: brain_hand 时间: 2018-12-15 14:06
我的看法对吗？百度一下结果，都理所当然认为会沸腾。因为热量不断输入，最终水全部变成水蒸气。这个热量就不会让水一直升温吗？但到了临界点，即374℃，是不是一定汽化了呢？

作者: zjq1962 时间: 2018-12-16 15:19
只要达到水的沸点，就会汽化，在密封的容器里，压力升高，沸点也随之升高，只要不断加热，水温会不断升高，高压锅就是这个原理，如果不会沸腾，压力怎么会升高呢？

作者: brain_hand 时间: 2018-12-16 15:32

zjq1962 发表于 2018-12-16 15:19
只要达到水的沸点，就会汽化，在密封的容器里，压力升高，沸点也

不可以蒸发形成的高压吗？高压锅在顶开安全阀之前，内部肯定是沸腾吗？
另外，高压锅顶开后，内部应该高于一个大气压，沸点不变，小火与大火对煮熟来说时间上应该没区别吧？

作者: zjq1962 时间: 2018-12-16 16:16
本帖最后由 zjq1962 于 2018-12-16 16:23 编辑

brain_hand 发表于 2018-12-16 15:32
不可以蒸发形成的高压吗？高压锅在顶开安全阀之前，内部肯定是沸腾吗？
另外，高压锅顶开后，内部应该高于 ...

就因为是密封的容器里加热，温度会不断上升，水汽平衡。如果是敞开的，就只能到标准沸点。

作者: zjq1962 时间: 2018-12-16 16:27
下面内容是来自于百度：
密闭的容器中对水加压，水的沸点就会提高。当压力达到220个大气压、温度达到374℃时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同。此时，水的液体和气体便没有区别，完全交融在一起，成为一种新的呈现高压高温状态的气体。这时，水便由一般状态变成为“超临界水”。上述使水气交融的压力和温度，被称作“临界点”。超过“临界点”状态的水，就是超临界水。

作者: brain_hand 时间: 2018-12-16 17:18

zjq1962 发表于 2018-12-16 16:16
<blockquote><font size="2"><a

高压锅安全阀打沸点应该高于100℃的，因为熄火后里面还有很多水蒸气需要排泄

作者: brain_hand 时间: 2018-12-16 17:22

zjq1962 发表于 2018-12-16 16:27
下面内容是来自于百度：<br />密闭的容器中对水加压，水的

不断加热水会不断蒸发，直到所有的水变成水蒸气。但密封的环境会有沸腾现象吗？比如锅炉，假如没有出汽口，还会沸腾吗？

作者: zjq1962 时间: 2018-12-17 08:01

brain_hand 发表于 2018-12-16 17:22
不断加热水会不断蒸发，直到所有的水变成水蒸气。但密封的环境会有沸腾现象吗？比如锅炉，假如没有出汽口 ...

如果不会产生蒸汽，那么压力是如何升高的？

作者: brain_hand 时间: 2018-12-17 10:18

zjq1962 发表于 2018-12-17 08:01
如果不会产生蒸汽，那么压力是如何升高的？

就是一直在蒸发

作者: zjq1962 时间: 2018-12-17 10:54

brain_hand 发表于 2018-12-17 10:18
就是一直在蒸发

蒸发是可以发生在任何温度下的，不加热水也在蒸发。

作者: wanlirn 时间: 2018-12-17 11:04
本帖最后由 wanlirn 于 2018-12-17 11:07 编辑

达到超临界时会变成超流体，介于液体和气体之间的一种状态，只要是晶体都有这个性质只是压力温度不同

作者: brain_hand 时间: 2018-12-17 11:29

zjq1962 发表于 2018-12-17 10:54
蒸发是可以发生在任何温度下的，不加热水也在蒸发。

沸腾是不是必须水内有空气？像锅炉水是除氧水，里面空气几乎没有了，那么锅炉水是不会沸腾的？

作者: brain_hand 时间: 2018-12-17 11:34

wanlirn 发表于 2018-12-17 11:04
达到超临界时会变成超流体，介于液体和气体之间的一种状态

密封容器里的水刚开始会沸腾，等水里的空气都跑到了液面，是不是就不会沸腾了？水沸腾产生的气泡是不是空气？那么我们平常烧水时为什么一直有气泡呢？

作者: symc 时间: 2018-12-17 12:04
1、始终是沸腾的，只是沸点不停的再变大；2、沸点和压力并非是线性的；
3、真空下的沸点和你所假设的沸点不同，真空下会有泄露和液体中释放溶解的气体，高压下和高温下则没有溶解的气体了；
4、这种状态下的气体必然是饱和的气体，那么什么是饱和气体？你百度下就知道了，如果不沸腾何来饱和？

作者: brain_hand 时间: 2018-12-17 13:05

symc 发表于 2018-12-17 12:04
1、始终是沸腾的，只是沸点不停的再变大；2、沸点和压力并非是

沸腾中水温不变，但沸点为何一直升高呢？另响水不开，开水不响，水烧开后溶解的气体是不是基本没有了？

作者: symc 时间: 2018-12-17 16:03

brain_hand 发表于 2018-12-17 13:05
沸腾中水温不变，但沸点为何一直升高呢？另响水不开，开水不响，水烧开后溶解的气体是不是基本没有了？

“沸腾中水温不变”——在你的假设当中，这句话是矛盾的，沸腾的基本要素就是蒸发的的蒸汽是饱和状态，只要想保持沸腾状态，那么在密封的条件下，温度就是必须一直升高的，否则就不会沸腾（因为沸点改变了），然后气体就不是饱和的。沸点和压力是不能孤立看待的，我们通常说的沸点都是指一个标准大气压下的沸点，而你所假设中的沸点和压力给孤立的待了……

作者: brain_hand 时间: 2018-12-17 17:04

symc 发表于 2018-12-17 16:03
“沸腾中水温不变”——在你的假设当中，这句话是矛盾的，沸腾的

锅炉里面水蒸气处于饱和状态，但锅炉水并不处于沸腾状态

作者: symc 时间: 2018-12-17 17:13
本帖最后由 symc 于 2018-12-17 17:19 编辑

brain_hand 发表于 2018-12-17 17:04
锅炉里面水蒸气处于饱和状态，但锅炉水并不处于沸腾状态

那个时候的水称为饱和水！！！实质上就是沸腾的……此时，水蒸气压力是温度的函数！
你所说的没有沸腾——其实是沸腾的，只是处于一个平衡状态，沸腾的不剧烈而已，我们烧开水那种沸腾是沸腾很剧烈的状态……在平衡状态下就不是如此的，因为温度增加，压力同步增加……处于平衡状态！

作者: brain_hand 时间: 2018-12-17 23:47

symc 发表于 2018-12-17 17:13
<blockquote><font size="2"><a

明白了，总算搞清楚了，所谓沸腾，就是蒸气压对应水的饱和温度，比如水面蒸汽压为1标准大气压，水温为100℃，则水就处于沸腾状态。非常感谢和抱歉，因为孩子一道考试题答案我不能理解，初中科学书对沸腾的定义是液体内部和液面同时剧烈汽化，这个应该不是沸腾的定义。

作者: zjq1962 时间: 2018-12-18 08:18

brain_hand 发表于 2018-12-17 23:47
明白了，总算搞清楚了，所谓沸腾，就是蒸气压对应水的饱和温度，比如水面蒸汽压为1标准大气压，水温为100 ...

沸腾就是在液体内部和表面同时汽化的过程，而蒸发只是发生在液体的表面。这个没有问题。

作者: brain_hand 时间: 2018-12-18 09:13

zjq1962 发表于 2018-12-18 08:18
沸腾就是在液体内部和表面同时汽化的过程，而蒸发只是发生在液体

那内部汽化，没有空气形成的气泡也就是空气界面，怎么汽化？

作者: asolos2010 时间: 2018-12-18 10:31
沸腾是动态，饱和水吸收热量汽化产生气泡然后上升到表面的过程，需要达到相应压力下的饱和温度而且不断吸收热量才能保持沸腾。

作者: brain_hand 时间: 2018-12-18 11:37

asolos2010 发表于 2018-12-18 10:31
沸腾是动态，饱和水吸收热量汽化产生气泡然后上升到表面的过程，

饱和水产生气泡，那么气泡内部压力多少？

作者: wanlirn 时间: 2018-12-18 14:33

brain_hand 发表于 2018-12-18 11:37
饱和水产生气泡，那么气泡内部压力多少？

饱和水不会产生你所谓的气泡。。
想整明白你找本热工学的书看看从你的用词上看您没有学过物理方面专业知识，说错勿怪；想学知识是好事
但不能像民科那样。

作者: wanlirn 时间: 2018-12-18 14:35

brain_hand 发表于 2018-12-18 09:13
那内部汽化，没有空气形成的气泡也就是空气界面，怎么汽化？

汽化是水分子的蒸汽和有没有空气没关系

作者: wanlirn 时间: 2018-12-18 14:37

brain_hand 发表于 2018-12-17 23:47
明白了，总算搞清楚了，所谓沸腾，就是蒸气压对应水的饱和温度，比如水面蒸汽压为1标准大气压，水温为100 ...

这个定义沸腾的定义是液体内部和液面同时剧烈汽化现象当然没问题世界公认的

作者: wanlirn 时间: 2018-12-18 14:39

brain_hand 发表于 2018-12-17 11:29
沸腾是不是必须水内有空气？像锅炉水是除氧水，里面空气几乎没有了，那么锅炉水是不会沸腾的？

不是必须水内有空气

作者: wanlirn 时间: 2018-12-18 14:39

brain_hand 发表于 2018-12-17 11:29
沸腾是不是必须水内有空气？像锅炉水是除氧水，里面空气几乎没有了，那么锅炉水是不会沸腾的？

不是必须水内有空气

作者: wanlirn 时间: 2018-12-18 14:39

brain_hand 发表于 2018-12-17 11:29
沸腾是不是必须水内有空气？像锅炉水是除氧水，里面空气几乎没有了，那么锅炉水是不会沸腾的？

不是必须水内有空气

作者: wanlirn 时间: 2018-12-18 14:41

brain_hand 发表于 2018-12-17 17:04
锅炉里面水蒸气处于饱和状态，但锅炉水并不处于沸腾状态

是沸腾，

作者: brain_hand 时间: 2018-12-18 15:17

wanlirn 发表于 2018-12-18 14:33
<blockquote><font size="2"><a

我是搞糊涂了。沸腾时饱和水内部确认不会产生气泡？那内部怎么汽化的？

作者: symc 时间: 2018-12-19 11:39
本帖最后由 symc 于 2018-12-19 11:44 编辑

brain_hand 发表于 2018-12-18 15:17
我是搞糊涂了。沸腾时饱和水内部确认不会产生气泡？那内部怎么汽化的？

都会有气泡！但是因为饱和水温度和蒸汽温度一致，此时，热量的传递更多的是依靠对流传热，如果不是密闭的空间，则沸腾的就很剧烈了，因为水温度高于蒸汽温度，则也会有一个压力差（内部气化温度和表面蒸汽温度差），此时，内部的气泡就迅速迁移到表面……

不过，如果外部的热源始终保持高于水的温度，那么水吸收热量后也始终会存在一个温度梯度——一个逐步上升的过程，但因为是密闭的，这个逐步上升的过程也就是一个逐步气液温度平衡的过程，所以沸腾是必然的，只是沸腾的状态不同而已！

作者: zjq1962 时间: 2018-12-19 12:49
密封容器中的水通过不断加热，会达到不同温度下的汽液平衡，通过一次沸腾后，内部压力上升，达到一个新的汽液平衡点，直到全部变为气相，与内部是否存在空气是没有关系的。

作者: alex4587 时间: 2018-12-19 16:52
会不会沸腾完全取决于加热速度，如果加热速度足够慢，始终处于近似平衡态，应该看不到沸腾；反之，快速加热，当然会沸腾。

作者: hai_wq_china 时间: 2018-12-20 15:48
其实这是一个十分理论的问题，理论上，都有可能。
为了解释这个问题，再假设一个条件：该容器为绝热环境。
那么：
（1）由于开始的时候，容器内是有空气的，则随着温度的升高，容器内空气的压力会随着温度的升高而升高，气体状态方程求解；
（2）在临界条件以下，饱和温度和饱和蒸汽压有一定对应关系，是为克克方程求解；
（3）由（1）和（2）的两个方程求解，必然可以获得唯一的温度与压力值，设为px和Tx。
再回到楼主的问题：是否会沸腾呢？
如果（3）中的px值高于临界压力值，那么也就没有沸腾这一说了；理论上，这个应该是存在的，就是空气体积无限小。
如果（3）中的px值低于临界压力值，那就会沸腾了。可以这样假设，在px和Tx条件下，水不沸腾，然后继续加热，水肯定会升温，但是升温后的饱和蒸气压高于px，这样水必然还是沸腾。

这个临界条件产生的条件，有兴趣的可以研究一下。

为什么高压锅不会达到临界温度值，那是因为高压锅设定了排放压力，也就是高压锅的最高工作，也就不可能达到临界状态，

作者: wanlirn 时间: 2018-12-31 10:01

brain_hand 发表于 2018-12-17 11:34
密封容器里的水刚开始会沸腾，等水里的空气都跑到了液面，是不是就不会沸腾了？水沸腾产生的气泡是不是空 ...

水沸腾产生的气泡是水蒸汽。。。。。。。

作者: 15269377660 时间: 2018-12-31 11:20
来学习知识

作者: brain_hand 时间: 2019-8-7 22:58

wanlirn 发表于 2018-12-31 10:01
水沸腾产生的气泡是水蒸汽。。。。。。。

哦

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