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奇趣物理实验——沸反盈天

2023-10-17 20:33阅读：14,214

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1595271890

点击如下网址，观看完整实验视频
https://www.zhihu.com/zvideo/1686460460856242178
欢迎在微信公众号关注“奇趣物理实验
文献1中提到
奇趣物理实验——沸反盈天

奇趣物理实验——沸反盈天
本次实验使用的微波炉
是唐俊和侯昱阳毕业时送我的
我很想念跟他们在一起的日子
四次暴沸实验
剧烈程度
依次增加
奇趣物理实验——沸反盈天
第一次剧烈程度最低
气泡从底部上升
逐渐增大
表面平整
奇趣物理实验——沸反盈天
当顶部接近液面时
气泡底部出现皱褶
奇趣物理实验——沸反盈天
随后
出现大量气泡
引发连锁反应
文献3中提到
在暴沸过程中，气泡在壁面上成核与生长，并从壁面向整个过热液体区域扩张，直至全部过热液体的同时沸腾。在这个过程中，气化速率是决定暴沸强度的关键参量，而气化速率的大小由气泡扩张形式和扩张速率共同决定。光滑表面上最先出现气泡生成，并且在很短的时间之后，在液-液交界面上也出现了气泡生成现象。导致该现象的原因是光滑表面上气泡生成时液体已处于很大的过热度条件下，此时液-液交界面上的微小气穴也具备了气泡成核的条件，因此在随后在这些微小气穴内产生了气泡。由于在光滑表面和液-液交界面上均出现了气泡，整个气泡扩张的过程可以描述为方向垂直向上的线性扩张。在这种扩张形式下，气化速率在暴沸开始时就达到了一个较大的值，并在之后的过程中一直保持在这个气化速率范围内。
奇趣物理实验——沸反盈天
气泡只出现在
烧杯200ml以上的区域
这与文献3中的结果不同
由于加热方式不同
文献3中的沸腾区域
扩张至整个容器
奇趣物理实验——沸反盈天
与第一次不同
气泡还未长大、上升
就出现大量喷发
奇趣物理实验——沸反盈天
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
所以烧杯中的液体
上方高温
下方低温
奇趣物理实验——沸反盈天
与第一次一样
左侧单个气泡膨胀、上升
气泡上方的液面
从250ml升高到300ml
于此同时
右侧也出现了一个小气泡
奇趣物理实验——沸反盈天
奇趣物理实验——沸反盈天
左侧气泡超出液面后
发生了大量、多次的喷发
但底部液体
依然不为所动
奇趣物理实验——沸反盈天
与第一次一样
单个气泡膨胀、上升
从这个视角看不出来
它是从容器壁上出现的
还是从液体内部出现的
奇趣物理实验——沸反盈天
整个过程
可以分为三部分：
单个气泡、多个气泡、喷发
奇趣物理实验——沸反盈天
多次、多点猛烈喷发
烧杯发生位移
如此剧烈的振荡
并没有在液面以下
产生气泡
奇趣物理实验——沸反盈天
沸腾区域
从上向下蔓延
暴沸结束时
烧杯内的水量
从开始的250ml
减少至约50ml
这说明
本次实验中
绝大部分液体都发生了沸腾
这是我拍摄到的
最为剧烈的暴沸
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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