推 CHHO:推實驗精神~~~OTZ 09/20 20:50
推 cmnhobert:推實驗精神~:D 09/20 21:54
※ 引述《backatone0 (不追過去不期未來)》之銘言：
: ※ 引述《Obiwang ("我不應該說謊。")》之銘言：
: : 請問如果一大一小兩杯水
: : 如果小的那杯放在大杯子裡面隔水加熱
: : 外面那杯大的水溫度已經達到沸點開始沸騰
: : 請問裡面那杯小杯的水會如何呢?
: : 會沸騰?
: : 還是維持沸點?
: 因為由水的三相圖
: 100度的液態水要變成100度的氣態水還需要吸收一段熱量
: 那段熱量叫汽化熱
: 熱源是在大燒杯底
: 提供的熱能都被大燒杯的水拿去汽化了
: 所以小燒杯裡的水只能跟大燒杯的水達成熱平衡
: 也就是100度 卻不會沸騰
: 這是我的想法
: 有錯煩請板上各位大大指教 ^^
理論上是如此沒錯
不過需加上幾句：
水在100度是不會沸騰的，必須>100度，一般我們可以看到水沸騰
是因為加熱源的溫度>>100度。如瓦斯至少400度，一般實驗用的加
熱器也有200度以上，因此很容易有沸騰的現象。
但是，小弟我不服輸，做了個簡單的實驗，結果如下：
日期：2005.09.20
天氣：晴
氣壓：未知(找不到氣壓計，會影響沸點，但是應該不會影響結果)
器材：pyrex燒杯400mL 250mL各一個
新竹自來水 少許
加熱器 1台
電子溫度偵測器 1支(未校正)
實驗步驟：
將小燒杯放進大燒杯中，並注入少許的水，保持小燒杯不碰
觸大燒杯的底部，避免接受底部加熱器的熱源。並開始加熱。
實驗紀錄：
在沸騰前，小燒杯一直以低於大燒杯20度左右的溫度上升。
如大燒杯70度，小燒杯只有50度。而大燒杯在101度時開始持續
沸騰，此時小燒杯只有80度。持續加熱10分鐘，小燒杯的溫度以
非常緩慢的溫度上升至89度。並於此溫度上下跳動。繼續加熱後
溫度仍未上升。
結果與討論：
1.大燒杯溫度在101度時才沸騰，有兩種可能：1是氣壓較高，另1是
溫度計未校正，溫度顯示不準。
2.小燒杯溫度上不去的原因可能是因為燒杯口太大，一邊由大燒杯
吸收熱能，一邊由燒杯口將熱逸散出去。
3.小燒杯有沒有可能與大燒杯的溫度相同?
如果不考慮溫度逸散的問題，單考慮溫度平衡的問題，我們經由普物
的熱平衡得知，兩溫度達熱平衡所需的時間是無窮大。因此小燒杯
永遠比大燒杯溫度低，除了當你等無窮久的時間，它們將會相同。
4.回到最原始的問題，小燒杯不會沸騰，當然也不會維持沸點。主要原因
是熱平衡的關係。
5.若不考慮熱平衡，即假設小燒杯與大燒杯的溫度永遠保持相同，則答案
如上篇所述，此時小燒杯不會沸騰，但是會維持沸點。
6.若4.5.成立，此時你將熱源開很大，也就是大燒杯沸騰很厲害，此時小燒杯
有機會沸騰，因為水沸騰一定是因為過熱，也就是溫度大於沸點才會
沸騰，若加熱速率快，使得大燒杯持續保持在沸點以上，此時又能快速
達熱平衡，則你可以看到小燒杯在沸騰。不過，我想今生今世我都看不到吧。
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