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生活當中的科學小知識
導語:科學,分科而學的意思,后指將各種知識通過細化分類(如數學、物理、化學等)研究,形成逐漸完整的知識體系。以下是小編搜集整理的生活當中的科學小知識,希望大家喜歡!
為什么肥皂泡總先上升后下降
日常生活中,我們常看到一些小朋友吹肥皂泡,一個個小肥皂泡從吸管中飛出,在陽光的照耀下,發出美麗的色彩。此時,小朋友們沉浸在歡樂和幸福之中,我們大人也常希望肥皂泡能飄浮于空中,形成一道美麗的風景。但我們常常是看到肥皂泡開始時上升,隨后便下降,這是為什么呢?
這個過程和現象,我們只要留心想一下,就會發現,它其中包含著豐富的物理知識。在開始的時候,肥皂泡里是從嘴里吹出的熱空氣,肥皂膜把它與外界隔開,形成里外兩個區域,里面的熱空氣溫度大于外部空氣的溫度。此時,肥皂泡內氣體的密度小于外部空氣的密度,根據阿基米德原理可知,此時肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它會上升。這個過程就跟熱氣球的原理是一樣的。
隨著上升過程的開始和時間的推移,肥皂泡內、外氣體發生熱交換,內部氣體溫度下降,因熱脹冷縮,肥皂泡體積逐步減小,它受到的外界空氣的浮力也會逐步變小,而其受到的重力不變,這樣,當重力大于浮力時,肥皂泡就會下降。
為什么說"響水不開,開水不響"
我們知道,水中能溶有少量空氣,容器壁的表面小空穴中也吸附著空氣,這些小氣泡起氣化核的作用。
水對空氣的溶解度及器壁對空氣的吸附量隨溫度的升高而減少,當水被加熱時,氣泡首先在受熱面的器壁上生成。
氣泡生成之后,由于水繼續被加熱,在受熱面附近形成過熱水層,它將不斷地向小氣泡內蒸發水蒸汽,
使泡內的壓強(空氣壓與蒸汽壓之和)不斷增大,結果使氣泡的體積不斷膨脹,氣泡所受的浮力也隨之增大,
當氣泡所受的浮力大于氣泡與壁間的附著力時,氣泡便離開器壁開始上浮。
在沸騰前,窗口里各水層的溫度不同,受熱面附近水層的溫度較高,水面附近的溫度較低。
氣泡在上升過程中不僅泡內空氣壓強P。隨水溫的降低而降低,泡內有一部分水蒸汽凝結成飽和蒸汽,
壓強亦在減小,而外界壓強基本不變,此時,泡外壓強大于內壓強,于是,
上浮的氣泡在上升過程中體積將縮小,當水溫接近沸點時,有大量的氣泡涌現,
接連不斷地上升,并迅速地由大變小,使水劇烈振蕩,產生"嗡,嗡"的響聲,這就是"響水不開"的道理。
對水繼續加熱,由于對流和氣泡不斷地將熱能帶至中、上層,使整個溶器的水溫趨于一致,
此時,氣泡脫離器壁上浮,其內部的飽和水蒸汽將不會凝結,飽和蒸汽壓趨于一個穩定值。
氣泡在上浮過程中,液體對氣泡的靜壓強隨著水的深度變小而減小,因此氣泡壁所受的外壓強與其內壓強相比也在逐漸減小,
氣泡液--氣分界面上的力學平衡遭破壞,氣泡迅速膨脹,加速上浮,直至水面釋出蒸汽和空氣,
水開始沸騰了。也就是人們常說的"水開了",由于此時氣泡上升至水面破裂,對水的振蕩減弱,
幾乎聽不到"嗡嗡聲",這就是"開水不響"的原因。
水開后摸壺底,燙手嗎?
水開了,這時你若迅速把壺提起來并勇敢地把手貼到壺底,
發現壺底并不燙手,若過一會才把手貼向壺底,壺底反而又燙手了。
為什么會出現這種現象呢?
壺底是離熱源最近的地方,也是水汽化最集中的地方。水開后,
在壺底產生一串串汽泡,并上升到水面,這就是沸騰。水沸騰要吸收大量的熱,
在水壺離開火爐后的一瞬間,水的沸騰仍在進行,所以此時壺底附近的熱大量地被吸收,
暫時降低了壺底的溫度,因此壺底并不燙手。可是過一會兒后,水停止沸騰,不再冒汽泡,壺底和水溫相同,壺底也就燙手了。
剛出鍋的雞蛋為什么不燙手?
剛從開水里取出的熟雞蛋,你用手去拿,為什么不覺得燙手?
這是因為,剛從開水里拿出來的雞蛋表面還沾著水,
水分的蒸發使蛋殼溫度降低,因此手并不感到很燙。不過,
這只是很短的一會兒,雞蛋表面的水分完全蒸發以后,雞蛋就會燙手了。
蒸發是降低溫度的好辦法。當室溫比人體的溫度高的時侯,
人體向外散熱主要足依靠蒸發的辦法。人體每小時可以分泌l升以上的汗液,
帶走的熱量大約是580千卡。也就是說可以使58公斤的水溫度下降10攝氏度。
所以一個人即使在面包爐里,只要不被直接燙傷也是能待一個短時間的。
人體對周圍溫度的感受和空氣的溫度關系很大。冬天雖然屋子里的溫度在25攝氏度,
脫了衣服仍然感到很冷,這是由子冬天屋子里的空氣十分干燥,身上的汗水蒸發的快。
而夏天空氣潮濕,蒸發過程緩慢,所以不覺得冷。
為什么可以用吸管“喝”汽水
這是生活中常見的現象,在嘴還沒有從管內吸氣時,管內外液面是相平的。
這時,管內外液面上的氣體壓強相等;在嘴從管內吸氣時,管內氣體減少,
管內液面上的壓強也減少,這時管子內液面上的氣體壓強小于管外作用的液面上的大氣壓。
所以,我們說這個現象的原因是大氣壓作用的結果。喝汽水時,首先要將管子插入汽水里,
當嘴吸氣里,管內便有一部分氣體被吸進嘴里,便造成了管內剩余氣體體積變大,壓強變小,
且小于管外的大氣壓,因而在管外大氣壓的作用下,汽水便沿管子上升,被吸進嘴里。
為什么電冰箱在停機后不能立刻起動
要想弄清這個問題,首先要弄清電冰箱的工作原理,下面就壓縮式冰箱介紹一下。
壓縮式電冰箱是電機壓縮式電冰箱的簡稱,它主要有以下三個構成部分:箱體、制冷系統與控制系統。
而其中最關鍵的是制冷系統。現在就來看看制冷系統是如何工作的。它是利用物態變化過程中的吸熱現象,
使之氣液循環,不斷地吸熱和放熱,以達到制冷的目的。其具體過程是:通電后壓縮機工作,
將蒸發器內已吸熱的低壓、低溫氣態制冷劑吸入,經壓縮后,形成溫度為55℃~58℃,
壓強為112 8帕的高壓、高溫蒸氣,進入冷凝器。由于毛細管的節流,使壓力急劇降低。
因蒸發器內壓力低于冷凝器壓力,液態制冷劑就立即沸騰蒸發,吸收箱內的熱量變成低壓、低溫的蒸氣。
再次被壓縮機吸入。如此不斷循環,將冰箱內部熱量不斷的轉移到箱外。正是因為這樣,
所以夏天用冰箱來冷卻房間,不但是不可能的,反而會使其內部溫度升高。通過以上分析,
我們知道只要壓縮機一工作,其機體內就有高壓存在,并且在斷電后,要有段時間才能消失,
這就是冰箱為什么不能在關機后立即開機的原因所在。下面詳細分析一下其內在機理。
電冰箱在運行過程中,其制冷系統壓縮機的吸氣側移為低壓側,其壓力略高于大氣壓力。
壓縮機的排壓側移為高壓側,壓強高達117007帕左右,兩側的壓強差很大(壓力差也是很大),
停機后兩側系統仍然保持這個壓力差,如果立即啟動,壓縮機活塞壓力加大,電機的壓動力矩不能克服這樣的壓力差,
使電機不能起動,處于堵轉狀態,這就使得旋轉磁場相對于轉子的轉速加快,磁通量的變化率加大了,
從而導致電機繞組的電流劇增,溫度升高,如果時間長,很有可能燒毀電機。因此要求停機后過4~5分鐘再起動。
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