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[求助]
小碗內(nèi)水分蒸發(fā)是否勻速
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| 本人非物理專業(yè)，問個(gè)弱問題~~~~~~~~~有一個(gè)50um直徑，50um深的小碗，內(nèi)裝滿水，在無風(fēng)，室溫，常壓條件下，碗內(nèi)的水分蒸發(fā)是勻速的嗎？是或不是，公式是什么呢？ |
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2樓2013-02-25 22:11:44
李飛葉
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| 小碗水面部分應(yīng)該是不停地蒸發(fā)成水蒸汽，也不停地有水蒸汽凝結(jié)成水滴，但是蒸發(fā)速度比凝結(jié)速度大，這應(yīng)該是一個(gè)熱平衡的問題吧，當(dāng)碗里的水和空氣中水蒸氣滿足熱平衡條件，力學(xué)平衡條件，相變平衡條件時(shí)，達(dá)到平衡，整個(gè)過程精確來說不是勻速。具體公式參照汪志誠《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》中的第三章相變的內(nèi)容。 |
3樓2013-02-26 10:07:42
李飛葉
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4樓2013-02-26 10:08:38
李飛葉
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5樓2013-02-26 10:09:27
【答案】應(yīng)助回帖
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這個(gè)問題顯然地缺少條件，所以回答的時(shí)候就要額外假定了。 因?yàn)閱栴}所提供的條件，并不能說明這些水一定會(huì)蒸發(fā)完。所以： 1.首先假定，水分是緩緩的蒸發(fā)了。 從已知條件來看，并沒與提及蒸發(fā)所須的熱量的來源，那么我們就再假定， i. 蒸發(fā)所需的熱量是從液體本身的內(nèi)能獲取的。 那么隨著水的蒸發(fā)，水的溫度會(huì)降低。因?yàn)闇囟鹊慕档�，是自發(fā)的蒸發(fā)速度會(huì)減慢，所以第一個(gè)答案，不是勻速的。 ii。蒸發(fā)所須的熱量是從周圍環(huán)境里獲取的。蒸發(fā)的過程水溫不變，那么第二個(gè)答案，水的蒸發(fā)是勻速的。 2.其次假定，水一直沒有發(fā)生蒸發(fā)。 那么第三個(gè)答案，水的蒸發(fā)是勻速為零。 3.再假設(shè)水非但沒有蒸發(fā)，而且是漫出來了。 在這個(gè)假設(shè)的條件下，周圍空氣的溫度，高出小碗里水面上的溫度，因而空氣中的水分是向小杯內(nèi)溶入的。溶入的過程會(huì)放熱，使水溫升高 于是又要補(bǔ)充兩種條件�？� i. 熱流量是被周圍吸收了呢? ii.還是被水自己吸收了。 因而，第四個(gè)答案是蒸發(fā)的速度是反向勻速的。 第五個(gè)答案是，蒸發(fā)速度是反向遞減的。 這個(gè)題目中的小碗實(shí)在太小，依靠表面張力，完全可以在小杯的杯口上方堆積起一個(gè)總量等于起始量的凝結(jié)水。所以有第四和第五個(gè)答案。 如果由表面張力所保持的水，流到了杯外，整個(gè)題目的環(huán)境破壞了，題目就結(jié)束了。 為什么樓主想象這樣小的一個(gè)水杯？是細(xì)胞環(huán)境嗎？但是，目前的尺度，對(duì)水的蒸發(fā)來說，還是可以拿宏觀環(huán)境的理論來套用。再小一個(gè)數(shù)量級(jí)的話，問題就復(fù)雜了。我也沒有做過實(shí)驗(yàn)。希望樓主以后把實(shí)驗(yàn)的結(jié)論公布出來，大家長進(jìn)一點(diǎn)。 這樣小的水杯，在實(shí)際環(huán)境中發(fā)生蒸發(fā)的話，即使環(huán)境是飽和的，蒸發(fā)一旦發(fā)生，這些水分不到一秒鐘就揮發(fā)殆盡了。實(shí)際測(cè)量是有難度的。 希望對(duì)您的提問有幫助。還要補(bǔ)充提問什么，我盡量答復(fù)您。 水的蒸發(fā)速率的公式是 蒸發(fā)速率 （毫米）= 比例系數(shù) x （水溫 - 室溫）； 當(dāng)室溫高于水溫時(shí)，蒸發(fā)速率是負(fù)的，水溫高于室溫時(shí)，蒸發(fā)速率是正的。 |
6樓2013-02-27 13:54:18
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