說起「蒸發」、條件反射式的就會想到「吸熱」,這似乎是一對「孿生兄弟」

以前上學的時候對這些知識根本不會去細想和瞎想,只要會做題,一切都顯得那麼「理所當然」

…...

現在稍微仔細推敲推敲,概念就迷糊了、腦子就炸開了…..各種想不通啊

1.首先,蒸發所謂的「吸熱」,本身是不是也屬於「熱傳導」、「熱交換」、「熱對流」的範疇?

也就是說,「蒸發」是一種現象,不能和「熱傳導」等並列;但蒸發時的吸熱過程,卻是標準的熱交換過程?所以,我就糾結到底要不要把「蒸發吸熱」和「熱傳導」等並列來討論?(反正下文我是暫且按並列來討論的)

2.蒸發和吸熱到底是什麼關係?吸熱是蒸發的條件(之一)呢還是蒸發的結果而已?

液體只要蒸發,就必定要向外界吸熱嗎?

3.蒸發所謂的吸熱,吸收的到底是液體以外的外界的熱量呢還是液體本身的熱量(未蒸發的那部分)?還是都吸?

4.蒸發所謂的吸熱,到底與「蒸發體」與「被吸體」之間本身的溫度高低有沒有必然聯繫?

也就是說,「吸熱」只能由相對低溫的液體向相對高溫的物體吸收熱量嗎?可以「逆向」吸收嗎?

如果這裡把「熱」理解為廣義的「能量」,那麼是不是就根本不存在「正向、逆向」的疑惑了?

5.結合上述問題,比如一杯水置於空氣中,

水肯定會發生蒸發現象對吧(這是任何液體的本性吧?),那麼問題來了

5.1 杯里的水蒸發,到底是吸收外界空氣的熱量呢還是吸收本身(未蒸發的那部分)的熱量?還是兩者都吸?

如果是都吸,那有沒有什麼優先原則或者比例關係呢?還是純粹隨機的?

(下文我暫且都按「兩者都吸」來處理)

5.2 「吸」或「不吸」、怎麼吸、吸多少?這是不是都取決於液體溫度與外界溫度之間的「博弈」?

6.順著上述問題,再具體化------

假如一杯45度的熱水和一杯5度的冷水分別置於25度的室內(溫差一樣,其餘條件也都一樣),那麼問題來了

6.1 如果不施加任何外來的干擾,首先請問兩杯水的溫度分別達到室溫(與外界溫度平衡),誰快誰慢?

6.2 上述兩杯水在分別達到室溫的過程中,應該分別都發生或者「被發生」了熱傳導、熱輻射、熱對流、蒸發(吸熱)這四個現象是吧?(當然,如果此處的「熱」理解為廣義的能量,則「被發生」三個字就可以去掉了)

那麼,熱傳導、熱輻射、熱對流、蒸發(吸熱)這四方面的作用和「貢獻度」佔比情況如何?即,具體來說:

6.2-1對於熱水「冷卻(散熱)」成室溫這個過程,熱水向外界傳導熱量、輻射熱量、與外界熱量對流、本身蒸發吸收自身的熱量(未蒸發部分)這四個方面都為熱水的冷卻做了貢獻,但這四方面「貢獻度」的佔比情況如何呢?

是不是和熱傳導、熱輻射、熱對流比起來,蒸發「帶走」的那點熱量基本可以忽略?

6.2-2 對於冷水「變暖(散冷)」成室溫的過程,是不是也同樣存在上述熱傳導、熱輻射、熱對流、蒸發(吸熱) 這四方面是吧?這裡同樣請教的就是這四方面「貢獻度」的佔比情況

另外,由於是冷水,這裡特別再強調一個問題(其實熱水也存在同樣的問題):冷水的蒸發到底吸不吸本身(未蒸發部分)的熱量?這其實還是上文問題3沒搞明白

如果吸,那麼冷水的蒸發在「冷水變暖到室溫」的過程中是起「副作用」的,

(如果是這樣,那麼上述問題6.1是不是也有了一定的答案了?)

6.3下面假設在之前的基礎上,用兩個完全相同的電風扇對兩杯水進行吹風

6.3.1 對於熱水而言,吹風加快了熱交換和蒸發,都是「有利於」熱水冷卻的,這比較容易「自圓其說」,所以此處不做深入討論

6.3.2 但對於冷水來說,吹風一方面有利於熱交換(變暖),

但另一方面卻加速了蒸發,而蒸發量的增大則意味著冷水本身會有更多的熱量被蒸髮帶走?(還是涉及問題3)

這樣一來,「一正一負」兩個力量在博弈!!孰強孰弱?到底結果如何?

這便是本文的標題:向冰(冷)水吹風,到底暖的比原來快還是慢?

7.說起風扇,下面順便討論一個『爛大街「的問題:吹風扇為什麼感到涼快?

是不是有兩種說法、兩個原因?

一是風扇加速了體表水分的蒸發,所以感到涼快(這是中學階段最「流行」的解釋吧?)

二是風扇加速了體表空氣的對流,利於散熱(實際上,這一層意思我認為就是相當於工業中的「風冷」原理)

那麼問題來了:

7.1 上述「蒸發」和「風冷」兩大原因,哪個是主因?或者說其對體表的降溫作用佔比如何?

這個是不是就要涉及到體表水分的含量問題了?------

即如果人體出汗少、不出汗、或者是極其嚴寒的冬天吹電扇,那麼「蒸發效應」幾乎可以忽略,「風冷」效果佔主導地位是吧?

7.2由此就想到另一個問題:如果外界溫度高於體溫(比如夏天超高溫的時候),吹電扇還能不能給人「降溫」?

如果此時人體表汗液很少的話,也即蒸發作用忽略不計,那麼是不是電扇就越扇越熱了?

也就是說,是不是必須外界溫度低於被冷卻物體,才能起到風冷的效果?(當然,如果這個「冷」字理解為廣義的能量,那麼此問題取消)。。。。。。

好了,暫時先到這裡吧,思路十分錯亂,各位見諒

萬分感謝


不好意思,因為3000字數限制,有一條補充內容再此更新==============

8.下面討論下液體蒸發快慢的三個「經典」的決定因素,即:液體的溫度、液體的表面積、液體表面空氣流動的快慢

想問下具體怎麼理解,即這三個因素到底是分別怎麼影響液體蒸發速度的?

關於「溫度」和「面積」,可能相對比較容易理解:

液體的溫度升高,分子的平均動能增大,從液面飛出去的分子數量就會增多,所以液體的溫度越高,蒸發得就越快;

液體表面面積增大,處於液體表面附近的分子數目增加,因而在相同的時間裡,從液面飛出的分子數就增多,所以液面面積增大,蒸發就加快;

但是,這第三點「空氣流動」因素該怎麼理解?百度了下,大致有以下兩種說法

一是液體上方空氣中水汽越多,液態的水越不容易蒸發,所以增加空氣流動就相當於降低液體上方空氣的飽和度,所以利於蒸發(其實「增大液體表面積」利於蒸發也可以用此理論)

還有一點就是空氣動力學的原因:氣體的流動會使液體上方氣壓減小,氣壓減小液體揮發速度加快

8.1 那麼關於「加大空氣流動有利於蒸發」的解釋,我有一個疑惑

因為從另外一方面來說,增加空氣流動相當於也是增加熱交換、也即上文中說到的「風冷」效果

(當然,也可能是「風熱」,我這裡主要講的是液體溫度高於環境溫度的情況

那麼從這個角度來說,增加液體表面空氣流動(風冷),對液體會有一個降溫作用,

對比上文的「溫度」因素,這是不利於液體蒸發的

也就是說,在液體溫度高於環境溫度的情況下

增加液體表面空氣流動,一方面有利於液體蒸發,一方面又不利於液體蒸發

也就是說,「一正一負」兩個力量在博弈!!孰強孰弱?到底結果如何?

而「經典學說」都把「空氣流動因素」作為液體蒸發的有利因素,那就是說其"降溫」效果是可以忽略的?

8.2 關於「加大空氣流動有利於蒸發」我還有一個疑問

假如一定量的水,原本全部正常蒸發掉,需要從外界吸收的總能量為A,

如果增加其上方的空氣流動(比如用風扇吹),此時全部蒸發掉吸收的總能量為B

那麼請問,A和B孰大孰小?還是一樣?


不懂這個專業的東西。試著回答一下。

1、「吸熱」,這個「吸」一看就是人類的動作。自然界的東西不會「吸」,熱能會從高溫物體到低溫物體。如果有逆轉,肯定有其它方式的「功」參與。

2、水分子較緊密的連接,變為水蒸汽氣體的疏鬆連接,水需要吸收能量,才能完成這個轉化。

3、水的整體能量降低——被用於蒸發之後,如果溫度低於外界,就會向外界「吸熱」

電風扇吹冷水,如果蒸發散熱大於環境得到的熱,時間長了會結冰了啊!

沒人吹出過冰。

室溫37度以上的工廠,沒有空調,有電扇還是想扇一下的。蒸發確實散熱。

人啥時候都會出汗。冬天吹風,不流失不蒸發,但是加強熱交換,體感更冷。

你用過電吹風嗎?吹濕頭髮,吹著不燙。吹乾頭髮,一會兒就燙。

毫無生活。


抱歉,才看到邀請,這個問題不是我的專業內容,直接度娘感覺有點忽悠,所以回答不了。


謝謝你你邀請我,不過你的問題我真看不下去了,太長了,對不起,真誠臉。


這個問題的設定有問題。提問者忽略環境溫度的隱性設定。如果環境溫度比冰水溫度高,吹氣應是減慢升溫;若環境溫度不高於冰水溫度,吹氣對冰水溫度無影響。
謝邀,問題好多啊orz這不是我的領域,我就簡單的強行答一下。。。額融化吸熱,蒸發吸熱應該都是分子結構變化導致的,前者把晶體結構打碎了,後者顯著地增加了分子與分子之間的距離,所以。。。這大概不算是熱傳導吧,然後「向冰水吹風,到底暖的快還是慢?」這個我想說,隨著你的風速,風的溫度不同,這個答案一定是不一樣的。。。至於具體的計算,請召喚專業人士→_→
謝邀,本人電子工程師,你的問題無法解答
推薦閱讀:
相关文章