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碎瓷片或沸石为什么可以防止爆沸呢

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-11-14  浏览次数:68
核心提示:对过热液体继续加热,会骤然而剧烈地发生沸腾现象,这种现象称为“暴沸”。或叫作“崩沸”。过热是亚稳状态。由于过热液体内部的涨落现象,某些地方具有足够高的能量的分子,可以彼此推开而形成极小的气泡。当过热的液体温度远高于沸点时,小气泡内的饱和蒸气压就比外界的压强高,于是气泡迅速增长而膨胀,以至由于破裂引起工业容器的爆炸。液体之所以发生过热的原因是液体里缺乏形成气泡的核心。为避免容器的暴沸,可在容器中放含有空气的无釉陶块等。

成因:对过热液体继续加热,会骤然而剧烈地发生沸腾现象,这种现象称为“暴沸”。或叫作“崩沸”。过热是亚稳状态。由于过热液体内部的涨落现象,某些地方具有足够高的能量的分子,可以彼此推开而形成极小的气泡。当过热的液体温度远高于沸点时,小气泡内的饱和蒸气压就比外界的压强高,于是气泡迅速增长而膨胀,以至由于破裂引起工业容器的爆炸。液体之所以发生过热的原因是液体里缺乏形成气泡的核心。为避免容器的暴沸,可在容器中放含有空气的无釉陶块等。

 

解决方案:为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态,常加沸石,或一端封口的毛细管,因为它们都能防止加热时的暴沸现象,把它们称做止暴剂又叫助沸剂,值得注意的是,不能在液体沸腾时,加入止暴剂,不能用已使用过的止暴剂。

 

简单说就是因为加热时烧杯中的液体会向上冲,从而造成了一个个冒出来的“喷泉”,剧烈时甚至会溅出伤人,而沸石能够有效的阻止液体的向上冲,使加热时液体能够保持平稳。

 

沸石能防暴沸相信大家都知道了,但是碎瓷片也能防暴沸,可能就鲜为人知了。暴沸现象会使液体温度回到沸点,有时是危险的,所以应该增加液体中的气泡。垃圾可以循环再用,碎了的瓷片也同样有其一席用武之地。究其原因在于,碎瓷片是一种多孔物质,即多孔性硅酸盐,可作为沸石,能够产生气泡,使得熔剂沸腾时产生的气体足以快速通顺地脱离液面。沸石和碎瓷片具有相同的性质,原理一样。纯净的液体由于缺少气化核心,加热超过沸点但是仍不沸腾,这种现象就是沸腾滞后现象。这时候,只要加一点碎瓷片就能使沸腾滞后现象打破,产生沸腾。

 

所谓暴沸现象就是:由于液体气泡起着汽化核的作用,液体中的气泡不断减少,使得温度即时超过了沸点,也不会沸腾,形成了过热液体。这里要知道的一点是,过热液体是非常不稳定的。当过热液体侵入气泡或者温度突然急剧下降时,就会产生剧烈的沸腾,并且伴有爆裂声,这种现象就叫暴沸了。

 

碎瓷片由于含有很多的毛细孔,其中包括有气体。在加热沸腾时,气体因为受热逸出,从而产生更多的气泡,补充缺少的气泡,因此起到了防止暴沸的作用。

 

补充:

沸石的作用: 沸石的作用就是使气泡细化,沸石表面有很多微孔,表面能低,气泡会优先在沸石表面生成,然后迅速排出,另外起到一定的阻隔作用,小气泡不能聚集,就不会暴沸了。

 

暴沸是液体局部受热致使温度高于沸点而未出现沸腾(无汽化中心),当出现汽化中心立即汽化,局部产生很大的气泡,是液体体积极速增加,带动液体快速上升至液面破裂所产生的现象。

 

沸石的骨架构造比较空疏,比重约为2,其脱水后的空腔占一半;使用沸石,除了以上说的作用外,还有:其导热性好,不至于热量局部聚集;随水翻滚,起搅拌作用,是液体受热均匀;液体汽化在气泡中容易进行,气泡稍大即脱离,不易暴沸。


生活中的爆沸现象:

 

微波炉煮的开水会二次爆沸

实验器材:一个微波炉,两个约150毫升的小玻璃杯和一个约300毫升的大玻璃杯,一些茶叶、咖啡粉和牛奶。

■实验过程:水开后放咖啡粉爆沸溢出

先用普通铁锅将水烧开,关火后等水面平静放入茶叶,水中没有丝毫动静。

接着,将装了约120毫升自来水的小杯放入微波炉,用微波加热3分钟。时间到了,水已开始沸腾,戴好防护手套,将玻璃杯拿出来,此时水不再沸腾,恢复平静。放了一小勺咖啡粉进去,水中冒出一些气泡,但没有沸腾,更没有喷溅出来。

随后,把小杯装好水再放入微波炉加热,时间为3分30秒,用同样的方式再次实验。

咖啡粉刚一放入,原本平静的水面立即剧烈沸腾起来,大量气泡充满水杯并溢出来,比啤酒快速倒入酒杯产生的气泡还快还多。

不过,不到5秒钟,沸腾现象就消失了,水面恢复平静,只是水少了许多。

放入茶叶也出现相同结果

往微波炉里煮沸的水里加茶叶。

再次把装水的小玻璃杯放入微波炉加热3分钟,端出后立即放入茶叶,结果仅有少量气泡,不会沸腾。

加热时间延长至3分30秒,玻璃杯中的水在微波炉内早已沸腾,再端出后,放入一小勺茶叶,水立即再次沸腾,不过,相对于放入咖啡粉,沸腾得不那么剧烈,时间也只有两秒左右。

再把大玻璃杯装上约240毫升自来水,放入微波炉加热4分钟,此时水还没有沸腾,取出后放入茶叶,几乎没有什么气泡产生。

随后,装水的大玻璃杯再次放回微波炉加热,这次是5分钟,水基本沸腾,取出后放入茶叶,只出现少量气泡,没有沸腾。

再将一个敞口的玻璃碗装上约240毫升水,放入微波炉加热5分钟,水开始沸腾,取出后放入茶叶,水同样没有再次沸腾。

牛奶煮开后放糖会“鼓气”

在小玻璃杯中倒入大半杯鲜牛奶,放入微波炉中加热两分半钟,牛奶已沸腾。

取出后,牛奶表面恢复平静,这时放入一小勺白糖,牛奶突然从中间沸腾起来,像一个半圆的球,而不是冒出很多大气泡。

两三秒钟后,沸腾现象消失。

释疑:从内向外加热难以汽化  放茶叶后气泡快速聚集

为什么用普通方式煮的开水,平静后加入咖啡粉或茶叶,水面“波澜不惊”,而用微波炉煮的开水放入咖啡粉或茶叶,会再次沸腾?

一般情况下,用锅等器具来加热水时,热量是逐渐渗透的。而微波炉是由内到外整体给水加热的,加热到一定时间,水温已超过沸腾时的100℃,但热量不能在容器内部循环,没有附着的点,形不成气泡,液体无法汽化,表面也没有明显的沸腾现象。放入咖啡粉或茶叶等固体物质时,在固体表面上会产生汽化,小气泡会大量冒出来并聚集在一起,产生爆沸的现象。 
编辑:songjiajie2010

 
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关键词: 爆沸
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