生活当中的科学小知识
导语:科学,分科而学的意思,后指将各种知识通过细化分类(如数学、物理、化学等)研究,形成逐渐完整的知识体系。以下是我搜集整理的生活当中的科学小知识,希望大家喜欢!
为什么肥皂泡总先上升后下降
日常生活中,我们常看到一些小朋友吹肥皂泡,一个个小肥皂泡从吸管中飞出,在阳光的照耀下,发出美丽的色彩。此时,小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中,我们大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中,形成一道美丽的风景。但我们常常是看到肥皂泡开始时上升,随后便下降,这是为什么呢?
这个过程和现象,我们只要留心想一下,就会发现,它其中包含着丰富的物理知识。在开始的时候,肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米德原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。
随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步变小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。
为什么说"响水不开,开水不响"
我们知道,水中能溶有少量空气,容器壁的表面小空穴中也吸附着空气,这些小气泡起气化核的作用。
水对空气的溶解度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少,当水被加热时,气泡首先在受热面的器壁上生成。
气泡生成之后,由于水继续被加热,在受热面附近形成过热水层,它将不断地向小气泡内蒸发水蒸汽,
使泡内的压强(空气压与蒸汽压之和)不断增大,结果使气泡的体积不断膨胀,气泡所受的浮力也随之增大,
当气泡所受的浮力大于气泡与壁间的附着力时,气泡便离开器壁开始上浮。
在沸腾前,窗口里各水层的温度不同,受热面附近水层的温度较高,水面附近的温度较低。
气泡在上升过程中不仅泡内空气压强P。随水温的降低而降低,泡内有一部分水蒸汽凝结成饱和蒸汽,
压强亦在减小,而外界压强基本不变,此时,泡外压强大于内压强,于是,
上浮的气泡在上升过程中体积将缩小,当水温接近沸点时,有大量的气泡涌现,
接连不断地上升,并迅速地由大变小,使水剧烈振荡,产生"嗡,嗡"的响声,这就是"响水不开"的道理。
对水继续加热,由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层,使整个溶器的水温趋于一致,
此时,气泡脱离器壁上浮,其内部的饱和水蒸汽将不会凝结,饱和蒸汽压趋于一个稳定值。
气泡在上浮过程中,液体对气泡的静压强随着水的深度变小而减小,因此气泡壁所受的外压强与其内压强相比也在逐渐减小,
气泡液--气分界面上的力学平衡遭破坏,气泡迅速膨胀,加速上浮,直至水面释出蒸汽和空气,
水开始沸腾了。也就是人们常说的"水开了",由于此时气泡上升至水面破裂,对水的振荡减弱,
几乎听不到"嗡嗡声",这就是"开水不响"的原因。
水开后摸壶底,烫手吗?
水开了,这时你若迅速把壶提起来并勇敢地把手贴到壶底,
发现壶底并不烫手,若过一会才把手贴向壶底,壶底反而又烫手了。
为什么会出现这种现象呢?
壶底是离热源最近的地方,也是水汽化最集中的地方。水开后,
在壶底产生一串串汽泡,并上升到水面,这就是沸腾。水沸腾要吸收大量的热,
在水壶离开火炉后的一瞬间,水的沸腾仍在进行,所以此时壶底附近的热大量地被吸收,
暂时降低了壶底的温度,因此壶底并不烫手。可是过一会儿后,水停止沸腾,不再冒汽泡,壶底和水温相同,壶底也就烫手了。
刚出锅的鸡蛋为什么不烫手?
刚从开水里取出的熟鸡蛋,你用手去拿,为什么不觉得烫手?
这是因为,刚从开水里拿出来的鸡蛋表面还沾着水,
水分的蒸发使蛋壳温度降低,因此手并不感到很烫。不过,
这只是很短的一会儿,鸡蛋表面的水分完全蒸发以后,鸡蛋就会烫手了。
蒸发是降低温度的好办法。当室温比人体的温度高的时侯,
人体向外散热主要足依靠蒸发的办法。人体每小时可以分泌l升以上的汗液,
带走的.热量大约是580千卡。也就是说可以使58公斤的水温度下降10摄氏度。
所以一个人即使在面包炉里,只要不被直接烫伤也是能待一个短时间的。
人体对周围温度的感受和空气的温度关系很大。冬天虽然屋子里的温度在25摄氏度,
脱了衣服仍然感到很冷,这是由子冬天屋子里的空气十分干燥,身上的汗水蒸发的快。
而夏天空气潮湿,蒸发过程缓慢,所以不觉得冷。
为什么可以用吸管“喝”汽水
这是生活中常见的现象,在嘴还没有从管内吸气时,管内外液面是相平的。
这时,管内外液面上的气体压强相等;在嘴从管内吸气时,管内气体减少,
管内液面上的压强也减少,这时管子内液面上的气体压强小于管外作用的液面上的大气压。
所以,我们说这个现象的原因是大气压作用的结果。喝汽水时,首先要将管子插入汽水里,
当嘴吸气里,管内便有一部分气体被吸进嘴里,便造成了管内剩余气体体积变大,压强变小,
且小于管外的大气压,因而在管外大气压的作用下,汽水便沿管子上升,被吸进嘴里。
为什么电冰箱在停机后不能立刻起动
要想弄清这个问题,首先要弄清电冰箱的工作原理,下面就压缩式冰箱介绍一下。
压缩式电冰箱是电机压缩式电冰箱的简称,它主要有以下三个构成部分:箱体、制冷系统与控制系统。
而其中最关键的是制冷系统。现在就来看看制冷系统是如何工作的。它是利用物态变化过程中的吸热现象,
使之气液循环,不断地吸热和放热,以达到制冷的目的。其具体过程是:通电后压缩机工作,
将蒸发器内已吸热的低压、低温气态制冷剂吸入,经压缩后,形成温度为55℃~58℃,
压强为112 8帕的高压、高温蒸气,进入冷凝器。由于毛细管的节流,使压力急剧降低。
因蒸发器内压力低于冷凝器压力,液态制冷剂就立即沸腾蒸发,吸收箱内的热量变成低压、低温的蒸气。
再次被压缩机吸入。如此不断循环,将冰箱内部热量不断的转移到箱外。正是因为这样,
所以夏天用冰箱来冷却房间,不但是不可能的,反而会使其内部温度升高。通过以上分析,
我们知道只要压缩机一工作,其机体内就有高压存在,并且在断电后,要有段时间才能消失,
这就是冰箱为什么不能在关机后立即开机的原因所在。下面详细分析一下其内在机理。
电冰箱在运行过程中,其制冷系统压缩机的吸气侧移为低压侧,其压力略高于大气压力。
压缩机的排压侧移为高压侧,压强高达117007帕左右,两侧的压强差很大(压力差也是很大),
停机后两侧系统仍然保持这个压力差,如果立即启动,压缩机活塞压力加大,电机的压动力矩不能克服这样的压力差,
使电机不能起动,处于堵转状态,这就使得旋转磁场相对于转子的转速加快,磁通量的变化率加大了,
从而导致电机绕组的电流剧增,温度升高,如果时间长,很有可能烧毁电机。因此要求停机后过4~5分钟再起动。