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小碗内水分蒸发是否匀速
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| 本人非物理专业，问个弱问题~~~~~~~~~有一个50um直径，50um深的小碗，内装满水，在无风，室温，常压条件下，碗内的水分蒸发是匀速的吗？是或不是，公式是什么呢？ |
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2楼2013-02-25 22:11:44
李飞叶
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| 小碗水面部分应该是不停地蒸发成水蒸汽，也不停地有水蒸汽凝结成水滴，但是蒸发速度比凝结速度大，这应该是一个热平衡的问题吧，当碗里的水和空气中水蒸气满足热平衡条件，力学平衡条件，相变平衡条件时，达到平衡，整个过程精确来说不是匀速。具体公式参照汪志诚《热力学与统计物理》中的第三章相变的内容。 |
3楼2013-02-26 10:07:42
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4楼2013-02-26 10:08:38
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5楼2013-02-26 10:09:27
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这个问题显然地缺少条件，所以回答的时候就要额外假定了。 因为问题所提供的条件，并不能说明这些水一定会蒸发完。所以： 1.首先假定，水分是缓缓的蒸发了。 从已知条件来看，并没与提及蒸发所须的热量的来源，那么我们就再假定， i. 蒸发所需的热量是从液体本身的内能获取的。 那么随着水的蒸发，水的温度会降低。因为温度的降低，是自发的蒸发速度会减慢，所以第一个答案，不是匀速的。 ii。蒸发所须的热量是从周围环境里获取的。蒸发的过程水温不变，那么第二个答案，水的蒸发是匀速的。 2.其次假定，水一直没有发生蒸发。 那么第三个答案，水的蒸发是匀速为零。 3.再假设水非但没有蒸发，而且是漫出来了。 在这个假设的条件下，周围空气的温度，高出小碗里水面上的温度，因而空气中的水分是向小杯内溶入的。溶入的过程会放热，使水温升高 于是又要补充两种条件。看 i. 热流量是被周围吸收了呢? ii.还是被水自己吸收了。 因而，第四个答案是蒸发的速度是反向匀速的。 第五个答案是，蒸发速度是反向递减的。 这个题目中的小碗实在太小，依靠表面张力，完全可以在小杯的杯口上方堆积起一个总量等于起始量的凝结水。所以有第四和第五个答案。 如果由表面张力所保持的水，流到了杯外，整个题目的环境破坏了，题目就结束了。 为什么楼主想象这样小的一个水杯？是细胞环境吗？但是，目前的尺度，对水的蒸发来说，还是可以拿宏观环境的理论来套用。再小一个数量级的话，问题就复杂了。我也没有做过实验。希望楼主以后把实验的结论公布出来，大家长进一点。 这样小的水杯，在实际环境中发生蒸发的话，即使环境是饱和的，蒸发一旦发生，这些水分不到一秒钟就挥发殆尽了。实际测量是有难度的。 希望对您的提问有帮助。还要补充提问什么，我尽量答复您。 水的蒸发速率的公式是 蒸发速率 （毫米）= 比例系数 x （水温 - 室温）； 当室温高于水温时，蒸发速率是负的，水温高于室温时，蒸发速率是正的。 |
6楼2013-02-27 13:54:18