本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
壁炉和热可可固然不错,但只要你有热水,为什么不用冰制造一些雾气呢?你只需要沸腾的热水、寒冷的室外温度,以及对热力学的欣赏。
观看下面的视频,了解如何制造这种冰雾,然后留下来了解科学原理
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这里的科学原理相对简单——极端温度和水的性质的相互作用。首先你需要一些沸水。正如视频中的女士(以及其他类似的视频)将水泼向空中时,一部分水迅速蒸发,变成水蒸气。如果你把你煮意大利面的水泼向空中,也会有同样的蒸汽飘散,但在苔原地区,会发生更酷的事情。随着猛烈的一泼,大部分蒸发的水暴露在冰冻的温度下。寒冷的节日空气无法容纳如此多的水分,因此形成了数百万个微小的水滴。随着这些水滴继续冻结,它们迅速变成冰。这些冰颗粒足够小,可以在风中飘动,形成雾。
整个演示是一个非常简单且有趣的方式,可以在一次快速的抛洒中看到水的所有相态,但为了充分利用它,你需要深入研究热力学。
沸腾时变成蒸汽的水量与温度直接相关——水越热,产生的雾气越多。为了获得最好的雾气,暴露程度很重要。并非所有水都在上面的视频中如此迅速地冻结。蒸发的那部分确实冻结了,但其余的都落到了寒冷的地面上。这是因为水蒸气更多地暴露在空气中,因此有更多的表面积可以提供给寒冷的冬季。这就像砂糖比方糖更快地混合到咖啡中一样。因此,您可以提供给凛冽寒风的水蒸气和表面积越多,效果就越好。最后,室外空气的温度也很重要。水在 0 摄氏度和 32 华氏度时结冰,当然,但空气需要足够冷,以便在微小的水滴落地之前将它们冻结。总而言之,为了使整个过程真正令人印象深刻,你需要尽可能热的水——产生最多的水蒸气——并且需要在抛洒水时猛烈地将其散开,使最多的水蒸气暴露在周围的空气中。
看看即使是最简单的视频也能揭示复杂的科学原理,对吧?
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