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水加热至沸腾,气泡大小变化的原因江苏省泗阳县李口中学 沈正中在“初中物理必做实验”中,其中有“观察水的沸腾”实验,同学们在观察水的变化过程中,会发现水中的气泡先是由大变小,后是由小变大。这是什么原因呢?冷水刚加热时,气泡上升时是越来越小的,因为此时气泡里是水中溶解的空气,由于刚加热,水的对流还不太明显,即下层水温较高,气泡膨胀较大,上面温度较低,气泡膨胀较小,所以由于热胀冷缩的原因,气泡在上升的过程中越来越小。在这个过程中,热胀冷缩对气泡压强的影响大于水的压强对气泡的影响。 水沸腾后,气泡上升时是越来越大的,因为此时气泡里是水沸腾产生的大量水蒸气,沸腾时对流已基本停止,上下水温基本一致,不存在热胀冷缩的问题,但由于水的压强随深度的增加而增加,所以气泡越到上面,所受水的压强越小,这样内外气压不平衡,内面气压大于外面气压,所以气泡会膨胀、变大,只到到达水面破裂开来,里面的水蒸气就散发到空气中。
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