生活中的物理-沸水永远是烫的吗

2015-08-09 8:48:50 暂无评论阳光倾城常识科普 793

勇敢的勤务兵宾•茹夫──凡是读过德勒•凡尔纳的长篇小说《赫克特尔•雪尔瓦达克》的读者，一定都跟他很熟悉──坚决地以为，只要是沸水，那就无论什么时候、什么地方都是一样热。若不是机会凑巧把他跟他的司令官雪尔瓦达克一起被抛到了……彗星上，那他就会一辈子如此想。这个行踪不定的彗星同地球相撞了，并且恰好把地球上这两位主人公所在的地方撞了下来，使他们不得不跟着彗星的椭圆形轨道前进。就在这时候，这位勤务兵第一次在自己的经验里看出，沸水并不是到处都是一样热的。这个发现是他在准备早餐的时候意外得到的。
　　宾•茹夫把水倒进锅里，把锅放在炉子上。他等着水沸，以便把鸡蛋放进去。这些鸡蛋在他看来似乎是空的，由于它们很轻。
　　不到两分钟，水已经沸了。
“真见鬼！现在火是怎样烧的！”宾•茹夫高声说。
　　“不是火烧得更旺了，”雪尔瓦达克想了一想答道，“是水沸得更快了。”
　　于是他从墙壁上取下温度计，插在沸水里。
　　温度计告诉他沸水只有66摄氏度。
　　“啊！”军官叫道，“水竟不是在100摄氏度沸腾，才到66摄氏度就沸腾了！”“是吗？长官！…”
　　“是的，宾•茹夫，现在你得把鸡蛋煮15分钟才行。”
　　“哪它们不都硬了吗？”
　　“不会硬的，老朋友，15分钟刚够把它们煮熟。”
这种现象的原因，显然是大气的高度已经减小，地面上的空气柱大约已经缩短了3／4。水在如此小的气压下，当然不到100摄氏度，而是到66摄氏度就沸腾了。同样的现象在高度达到11000米的山上大概也会出现。假如这位军官身边有一个气压计，它一定会把气压降低的情况告诉他。
对于这两位主人公所见的现象，大家倒不必去怀疑：他们说水在66摄氏度就沸腾了，大家可以把它当做事实。可是大家十分怀疑，他们生活在如此稀薄的大气里，怎么会还觉得很好过。《雪尔瓦达克》的作者说，类似的现象也可以在11000米的高处看到，这是完全正确的。在那里，一算就可以算出，水的沸点的确应当是66摄氏度。不过在这种地方，空气的压强应当等于高190毫米的水银柱一一恰好是正常气压的1／4。在稀薄到这种程度的空气里，呼吸差不多已经不可能了！由于如此的高度已经是在平流层里了！大家知道，不带氧气面具飞到这种高度的飞行员，会由于空气不够而失去知觉，而雪尔瓦达克和他的勤务兵竟觉得还可以过得去。好在雪尔瓦达克手里没有气压计，否则小说家也许还要强迫这个仪器不照物理学原理报告气压哩。
假如这两位主人公不是落在这个幻想的彗星上，而是落到了大气压强不到60～70毫米水银柱的火星上，那他们的沸水还要凉些──只有45摄氏度。相反的，在气压比地面高得多的深矿井的底部，却可以得到十分热的沸水。在深达300米的矿井里，水要到101摄氏度才沸腾，在深达600米的深处则是102摄氏度。
　　蒸汽机的锅炉里的水也是在极高的压力下沸腾的，所以它的沸点也极高。例如在14个大气压下，水的沸点是200摄氏度。反过来，在空气泵的罩子底下，可以使水在普通的室温里剧烈地沸腾起来。那就是说，大家在20摄氏度的时候就能够得到沸水。