本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
壁爐和熱可可固然不錯,但只要你有熱水,為什麼不用冰製造一些霧氣呢?你只需要沸騰的熱水、寒冷的室外溫度,以及對熱力學的欣賞。
觀看下面的影片,瞭解如何製造這種冰霧,然後留下來了解科學原理
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這裡的科學原理相對簡單——極端溫度和水的性質的相互作用。首先你需要一些沸水。正如影片中的女士(以及其他類似的影片)將水潑向空中時,一部分水迅速蒸發,變成水蒸氣。如果你把你煮義大利麵的水潑向空中,也會有同樣的蒸汽飄散,但在苔原地區,會發生更酷的事情。隨著猛烈的一潑,大部分蒸發的水暴露在冰凍的溫度下。寒冷的節日空氣無法容納如此多的水分,因此形成了數百萬個微小的水滴。隨著這些水滴繼續凍結,它們迅速變成冰。這些冰顆粒足夠小,可以在風中飄動,形成霧。
整個演示是一個非常簡單且有趣的方式,可以在一次快速的拋灑中看到水的所有相態,但為了充分利用它,你需要深入研究熱力學。
沸騰時變成蒸汽的水量與溫度直接相關——水越熱,產生的霧氣越多。為了獲得最好的霧氣,暴露程度很重要。並非所有水都在上面的影片中如此迅速地凍結。蒸發的那部分確實凍結了,但其餘的都落到了寒冷的地面上。這是因為水蒸氣更多地暴露在空氣中,因此有更多的表面積可以提供給寒冷的冬季。這就像砂糖比方糖更快地混合到咖啡中一樣。因此,您可以提供給凜冽寒風的水蒸氣和表面積越多,效果就越好。最後,室外空氣的溫度也很重要。水在 0 攝氏度和 32 華氏度時結冰,當然,但空氣需要足夠冷,以便在微小的水滴落地之前將它們凍結。總而言之,為了使整個過程真正令人印象深刻,你需要儘可能熱的水——產生最多的水蒸氣——並且需要在拋灑水時猛烈地將其散開,使最多的水蒸氣暴露在周圍的空氣中。
看看即使是最簡單的影片也能揭示覆雜的科學原理,對吧?
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