| 熱學/流體 標題:水的沸騰(Julian) 沸點 空氣 潛熱 溫度 熱量 |  1:fkhwang榮譽點數12點 (高中職)張貼:1999-04-23 00:49:00:來自 國立台灣師範大學 沸點 溫度 空氣 熱量 潛熱
| 張貼者:Julian
請問黃教授:
在一個密閉的容器中加熱一盆水, 假設容器中的氣壓保持不變, 熱量的無應則可無限增加.
開始時水溫漸漸增加, 供應的熱量主要是提高水的溫度和少量的水分子揮發所吸收的潛熱, 蒸氣壓隨之提高
還包括一些容器中的空氣提高溫度所吸收的熱量, 由於氣壓保持一定, 所以部分空氣被水蒸氣逐出
當水的溫度達到沸點, 大部份(全部)的熱量將被水沸騰所需的潛熱吸收,
容器內的溫度將保持一定即沸點, 不再升高
此時因蒸壓和容器內的氣壓相等, 容器內的空氣將全部被水蒸氣取代.
在盆內的水完全蒸發前容器內的溫度都將保持一定, 水全部氣化後容器內的溫度才會再度上升.
請問:
1. 以上的描述是否正確?
2. 若供應的熱量大於所需的潛熱, 譬如在容器內部的一個加熱器, 發出的熱量不會散出容器外,
除了會加速水的沸騰外, 在水全部蒸發之前會不會提高容器內的溫度?
如果不會提高溫度是否意味沸騰(水的氣化)會無限加快?
3. 沸點是否可描述為"蒸氣壓等於容器內的氣壓"時的溫度? 此時空氣是否全部被逐出?
以上問題請指教!
謝謝!
Julian,4/22/99
| 2:fkhwang榮譽點數12點 (高中職)張貼:1999-04-23 18:53:00:來自 國立台灣師範大學 [回應上一篇] 傳導 溫度 沸點 潛熱 熱量 空氣輻射 對流
| 張貼者:黃福坤
: 在一個密閉的容器中加熱一盆水, 假設容器中的氣壓保持不變, 熱量的無應則可無限增加.
: 開始時水溫漸漸增加, 供應的熱量主要是提高水的溫度和少量的水分子揮發所吸收的潛熱, 蒸氣壓隨之提高
: 還包括一些容器中的空氣提高溫度所吸收的熱量, 由於氣壓保持一定, 所以部分空氣被水蒸氣逐出
: 當水的溫度達到沸點, 大部份(全部)的熱量將被水沸騰所需的潛熱吸收,
: 容器內的溫度將保持一定即沸點, 不再升高
: 此時因蒸壓和容器內的氣壓相等, 容器內的空氣將全部被水蒸氣取代.
: 在盆內的水完全蒸發前容器內的溫度都將保持一定, 水全部氣化後容器內的溫度才會再度上升.
: 請問:
: 1. 以上的描述是否正確?
一開始 既然是『密閉的容器』加熱後又要保持『氣壓保持不變』，是否需要有孔讓氣體跑出去。
這樣是否是『密閉的容器』呢？
所謂加熱又是如何加熱的方式呢？
如果能夠以一個實際的情境開始描述，就比較不會有上述矛盾情形。物理條件的描述也會比較清楚意義。
又如：
"當水的溫度達到沸點, 大部份(全部)的熱量將被水沸騰所需的潛熱吸收,
容器內的溫度將保持一定即沸點, 不再升高"
上述容器內的溫度指的是『容器內尚未沸騰水的溫度』還是『蒸氣』的溫度呢？
由於類似敘述不清楚你腦海中的意思（從文字中無法確定），
故無法判定你的意思是否正確。
: 2. 若供應的熱量大於所需的潛熱, 譬如在容器內部的一個加熱器, 發出的熱量不會散出容器外,
: 除了會加速水的沸騰外, 在水全部蒸發之前會不會提高容器內的溫度?
: 如果不會提高溫度是否意味沸騰(水的氣化)會無限加快?
: 3. 沸點是否可描述為"蒸氣壓等於容器內的氣壓"時的溫度? 此時空氣是否全部被逐出?
不清楚加熱器的位置，且熱量可以藉由傳導 對流 輻射等方式傳播至氣體中。
所謂熱量不會散出容器外，又是代表什麼呢？如果是絕熱良好的系統，那就也無法從外界加熱進入系統內！
最好 加上物理條件時，也說明假想情境。
| 3:fkhwang榮譽點數12點 (高中職)張貼:1999-04-25 03:26:00:來自 國立台灣師範大學 [回應上一篇] 壓力 溫度 對流 沸點 空氣 輻射 傳導 潛熱 熱量
| 張貼者:Julian
: : 在一個密閉的容器中加熱一盆水, 假設容器中的氣壓保持不變, 熱量的無應則可無限增加.
: : 開始時水溫漸漸增加, 供應的熱量主要是提高水的溫度和少量的水分子揮發所吸收的潛熱, 蒸氣壓隨之提高
: : 還包括一些容器中的空氣提高溫度所吸收的熱量, 由於氣壓保持一定, 所以部分空氣被水蒸氣逐出
: : 當水的溫度達到沸點, 大部份(全部)的熱量將被水沸騰所需的潛熱吸收,
: : 容器內的溫度將保持一定即沸點, 不再升高
: : 此時因蒸壓和容器內的氣壓相等, 容器內的空氣將全部被水蒸氣取代.
: : 在盆內的水完全蒸發前容器內的溫度都將保持一定, 水全部氣化後容器內的溫度才會再度上升.
: : 請問:
: : 1. 以上的描述是否正確?
: 一開始 既然是『密閉的容器』加熱後又要保持『氣壓保持不變』，是否需要有孔讓氣體跑出去。
: 這樣是否是『密閉的容器』呢？
: 所謂加熱又是如何加熱的方式呢？
: 如果能夠以一個實際的情境開始描述，就比較不會有上述矛盾情形。物理條件的描述也會比較清楚意義。
: 又如：
: "當水的溫度達到沸點, 大部份(全部)的熱量將被水沸騰所需的潛熱吸收,
: 容器內的溫度將保持一定即沸點, 不再升高"
: 上述容器內的溫度指的是『容器內尚未沸騰水的溫度』還是『蒸氣』的溫度呢？
: 由於類似敘述不清楚你腦海中的意思（從文字中無法確定），
: 故無法判定你的意思是否正確。
: : 2. 若供應的熱量大於所需的潛熱, 譬如在容器內部的一個加熱器, 發出的熱量不會散出容器外,
: : 除了會加速水的沸騰外, 在水全部蒸發之前會不會提高容器內的溫度?
: : 如果不會提高溫度是否意味沸騰(水的氣化)會無限加快?
: : 3. 沸點是否可描述為"蒸氣壓等於容器內的氣壓"時的溫度? 此時空氣是否全部被逐出?
: 不清楚加熱器的位置，且熱量可以藉由傳導 對流 輻射等方式傳播至氣體中。
: 所謂熱量不會散出容器外，又是代表什麼呢？如果是絕熱良好的系統，那就也無法從外界加熱進入系統內！
: 最好 加上物理條件時，也說明假想情境。
謝謝版主：畢竟不是科班的連事情都說不準確。我試著在此補充一下我的問題，請再給我指教。
1. 要保持一定的壓力當然要有個出氣口，其實我所設想的是一個容器由一個真空泵持續抽氣保持一個低於一大氣壓的狀態。
加熱裝置是一個設在容器內的水盆內的一個電熱器，直接對水加熱，其必v大於水在沸騰時所需的熱量加上系統排出的熱量
(含排出氣體所帶出的和系統的散熱)。請在這樣的設想狀況下，檢視我上次題的三個問題併給予回答。
2. 如果在容器內水盆外的上方設一個遠紅外線的加熱器，其作用情形是否相同?
3. 能否簡介一下遠紅外線的特性和參考書?
Julian 4/25/99
| 4:fkhwang榮譽點數12點 (高中職)張貼:1999-04-26 08:51:00:來自 國立台灣師範大學 [回應上一篇] 動能 空氣 速度 熱量 壓力 溫度 沸點 能量 頻率 電磁波 潛熱 速率 輻射
| 張貼者:黃福坤
: : : 在一個密閉的容器中加熱一盆水, 假設容器中的氣壓保持不變, 熱量的無應則可無限增加.
: : : 開始時水溫漸漸增加, 供應的熱量主要是提高水的溫度和少量的水分子揮發所吸收的潛熱, 蒸氣壓隨之提高
: : : 還包括一些容器中的空氣提高溫度所吸收的熱量, 由於氣壓保持一定, 所以部分空氣被水蒸氣逐出
: : : 當水的溫度達到沸點, 大部份(全部)的熱量將被水沸騰所需的潛熱吸收,
: : : 容器內的溫度將保持一定即沸點, 不再升高
: : : 此時因蒸壓和容器內的氣壓相等, 容器內的空氣將全部被水蒸氣取代.
: : : 在盆內的水完全蒸發前容器內的溫度都將保持一定, 水全部氣化後容器內的溫度才會再度上升.
: : : 請問:
: : : 1. 以上的描述是否正確?
: : : 2. 若供應的熱量大於所需的潛熱, 譬如在容器內部的一個加熱器, 發出的熱量不會散出容器外,
: : : 除了會加速水的沸騰外, 在水全部蒸發之前會不會提高容器內的溫度?
: : : 如果不會提高溫度是否意味沸騰(水的氣化)會無限加快?
: : : 3. 沸點是否可描述為"蒸氣壓等於容器內的氣壓"時的溫度? 此時空氣是否全部被逐出?
: 謝謝版主：畢竟不是科班的連事情都說不準確。我試著在此補充一下我的問題，請再給我指教。
: 1. 要保持一定的壓力當然要有個出氣口，其實我所設想的是一個容器由一個真空泵持續抽氣保持一個低於一大氣壓的狀態。
若是要保持『一定』的壓力，這個真空系統必須有回授系統。
當壓力大於一大氣壓時 水沸騰所需的溫度會低於 100℃。
: 加熱裝置是一個設在容器內的水盆內的一個電熱器，直接對水加熱，其必v大於水在沸騰時所需的熱量加上系統排出的熱量
: (含排出氣體所帶出的和系統的散熱)。請在這樣的設想狀況下，檢視我上次題的三個問題併給予回答。
若有真空系統在抽氣 則蒸汽壓便不會提高。且沸騰的速度會很快（一般沸騰時上方的蒸氣壓會增加，
而稍減緩沸騰速率。很快的容器內便剩下水蒸氣了。
其實不用加熱，光靠真空系統抽氣 由於水面氣壓減少 水會自然蒸發 也會很快『抽光』內部的水。
平常的水 表面上隨時也有動能較高的水分子 掙脫其他水分子匹此的束縛而跑入上方氣態中，
但同時上方的（氣態）水分子接近水面時也會有部份被『拉入』水內。
以上兩過程隨時進行著，達成平衡狀態。
若加熱水分子給予動能 則蒸發速率會增加，或者降低氣體的壓力則 蒸發速率也會增加。
若是水分子動能達到一定程度 則大量水分子同時氣化，形成水泡 便是沸騰。
容器被抽氣 此時內部氣體含水氣都有約略相同的機率被抽走。因此我不敢說空氣被抽光了
（比例變越來越少倒是真的），當然到達某程度也可以說被抽光了。
: 2. 如果在容器內水盆外的上方設一個遠紅外線的加熱器，其作用情形是否相同?
: 3. 能否簡介一下遠紅外線的特性和參考書?
用電熱器加熱應該比 遠紅外線加熱器的效率高，因為遠紅外線是向四面八方輻射出去的，
很多能量跑走了！ 遠紅外線也是電磁波的一種，具有電磁波相同的特性
只是『頻率』落在 人眼看不見的範圍而已。
若是你在設計某特定應用系統，描述一下可能更能清楚明白你的需求。
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phy.ntnu.edu.tw 黃福坤收
(黃福坤)
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