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水壶盖上的小洞
来源:科技百科 专题:物理天地 发布时间:10-31

  有种烧开水的壶, 盖上有一个小洞.水开了以后, 蒸汽可以从这个小同来, 不然就要把壶盖顶开了.想一想, 壶盖热了以后, 小孔是缩小呢? 还是扩大了?

  你也许认为, 小洞一定是缩小了.因为壶盖受热以后是往各个方向膨胀的, 壶盖整个向外膨胀, 而小孔会向里膨胀.这个想法是不对的.

  小孔应该扩大而不是缩小.

  为了便于思考, 我们把盖上的小孔想象成一个圆环, 然后把这个圆环想象成是由许多细金属丝圆环粘起来的, 再把这些细丝切开.想一想, 每一根金属丝在加热的时候是伸长还是缩短? 当然是伸长.如果加过热我金属丝再弯成一个圆环, 它的直径是增大了还是减少了? 当然是增大了.用这种理想实验的方法把圆环拆开再恢复原状, 就把问题解决了.我们的结论是, 任何中空的东西受热以后都要比原来大.

  让我们想几个生活中的例子, 瓶子盖 打不开, 在热水里一烫就能打开, 如果受冷后内径变小就会紧了.

  工业上利用这个方法给车轮镶上一个钢箍以减少磨损.方法是把钢环加热, 套在轮子上.钢环冷了以后, 内径缩小就紧紧箍在车轮上了.

  水蒸气有颜色吗?

  你看见过水蒸气吗? 你能说一说它是什么颜色吗? 另外水蒸气是干的还是湿的?

  准确地说, 水蒸气和空气一样是透明无色的.人们看不见它, 就像看不见空气一样.仔细观察一下从水壶嘴里喷出来的气就可以明白这一点.

  靠近水壶嘴的一段是透明的, 由于壶嘴附近温度比较高, 这一段是水蒸气.离开壶嘴一段距离, 形成一团白雾, 人们常把它叫做`汽'.其实是水蒸气凝结成的微小水滴.由于小水滴折射光线, 所以看上去是一团白雾, 但是这不是水蒸气.

  在高压锅炉里可以产生温度在300 多摄氏度的水蒸气, 这种水蒸气完全无色而且是干的.

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