一盆0摄氏度的水在0摄氏度的房间中,房间不与外界发生热交换……0摄氏度的水在0摄氏度的房间温度下是否蒸发?(是),蒸发是否一定吸热?(是),这里的吸热\放热是否一定是热传递过程?发

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/09 02:19:07
一盆0摄氏度的水在0摄氏度的房间中,房间不与外界发生热交换……0摄氏度的水在0摄氏度的房间温度下是否蒸发?(是),蒸发是否一定吸热?(是),这里的吸热\放热是否一定是热传递过程?发

一盆0摄氏度的水在0摄氏度的房间中,房间不与外界发生热交换……0摄氏度的水在0摄氏度的房间温度下是否蒸发?(是),蒸发是否一定吸热?(是),这里的吸热\放热是否一定是热传递过程?发
一盆0摄氏度的水在0摄氏度的房间中,房间不与外界发生热交换……
0摄氏度的水在0摄氏度的房间温度下是否蒸发?(是),蒸发是否一定吸热?(是),这里的吸热\放热是否一定是热传递过程?发生热传递的条件是否是一定要有温度差?那么0度的水在0度的环境下怎么吸热?即0度的水若蒸发,从哪里吸热?(前两个已解决,主要后三、四个问题,请从宏观或微观角度作一合理、连贯、逻辑性强的解释,含糊的不要、堆砌罗列概念的不要.)
事先声明完全满意的才给100.否则宁可作废!
小小小桔灯批评的对,本人出此题出发点是纯学术交流讨论,为引起大家注意并广泛参与才给出高分,并无他意切莫误解!同时也怕太多来浑水摸鱼的,才不得已说了些不中听的话,
我相信还是引出了一些“藏龙”“卧虎”,希望有更多的龙、虎出现。
youngburning的闪亮登场令人耳目一新!越来越精彩了,真是好货垫底啊!对他的观点有批驳意见的吗?时间不多了,抓紧时间上!

一盆0摄氏度的水在0摄氏度的房间中,房间不与外界发生热交换……0摄氏度的水在0摄氏度的房间温度下是否蒸发?(是),蒸发是否一定吸热?(是),这里的吸热\放热是否一定是热传递过程?发
这个问题我当年初中时也考虑过,断断续续的有新发现,似乎解决了,但从未整理过.
解决这个问题首先要把所有宏观概念换成微观解释.目的有三个:一、起码要理解到这个程度才能解释这种临界问题;二、建立一个正确的且封闭的体系以保证分析过程的严谨.三、没有公认的理论基础,光解释难以令人信服.所以必须耐心看完,况且这个过程并不枯燥
(1)分子具有势能和动能,势能来源于分子间力的作用,动能来源于分子运动.分子力有个平衡位置,分子距离超过10倍半径则分子力几乎没有.所谓的几乎没有,正确理解为分子力的大小相对于分子质量来说太小,其对运动的影响已经远远小于其他因素对分子的影响.假如环境只有两个分子,那么这个分子力其实不能忽略.当然这个对本问题没有影响,但借机所思考是主要的.
(2)对同一物质,固体分子动能小只能在晶格点附近振动;液体分子动能大,活动空间大,运动无规则,但由于还不够大,所以还有一定吸引力;而气体分子动能最大,活动空间大,使得距离足够大,几乎没有约束力.
(3)宏观的温度与分子平均动能对应,状态与势能对应.结合“(2)”可以解释为什么同一物质的温度升高对应的状态是固、液、气.
(4)宏观的降温及凝固的微观解释是:高动能的分子通过碰撞把动能传给了低动能分子,使自己的动能降低,根据“(3)”这会导致温度降低.由于动能降低使得不能突破平衡位置分子力约束,结果被锁在固定位置附近振动,大量的分子都被锁定则发生了宏观的凝固.
(5)宏观的蒸发是液体表面高动能的分子脱离液体约束的结果.根据“(3)”这会导致液体的分子平均动能降低,宏观上产生降温的效果.
(6)宏观的凝固会放热的微观解释(这个用得上),低动能分子被约束力拉回约束点,实际上是势能降低的过程,这个释放的势能会传递给别的分子,所以是放出能量,由于是分子级别的所以叫放热.
(7)微观热学通过统计学转化到宏观.在物体中,尽管分子动能不同,但它们是正态分布的,也就是大部分离平均动能不远.分子动能越离谱的,数量越少.因此温度越低的液体,其包含的的高动能分子虽然有,但更少.这是为什么蒸发快慢与温度有关.
这些是正确的并且足够的话,我们就可以不跳出这个圈子来解决问题了.我们先来小练一下,解决这样三个问题(这个一会有用,先解决了免得用的时候出乱子):
A,0℃冰与0℃水的平均分子动能应该是一样的,既然这样,为什么冰中的水分子不能像水中的水分子一样冲破分子力的束缚呢?根据(1)冲破束缚需要突破引力,则必然降低动能,则由于动能变低到不足以突破了.所以要想突破必须补充动能,也就是有高能分子来撞它,也就是宏观上的要吸热.没有吸热所以他只能是冰,尽管分子动能跟水一样.
B,水在0℃时,外界吸热的话分子动能降低,应该温度降低了才对,但是事实上,水在凝固过程中还是0℃,这是为什么?这是因为水分子在被吸热,也就是把自己的动能传给了外界的低动能分子后,动能不够则被吸引到平衡位置附近,这个过程势能降低使得他的动能升高.升高到多少,就是刚才说的那个处于0℃,又不能冲破束缚的分子动能.
C,0℃或即使高于0℃的水中按统计应该也有低能的分子,他们为什么不结冰.这是因为分子之间由于碰撞是不断交换动能的,所以水中总有低能分子,但谁是低能分子不是固定的.没有稳定的大量的低能分子,这就使得不可能在水中突然有结冰.
万事俱备,试试解题.
首先根据(7),处于凝固点的水,其包含的高能分子并不多,所以蒸发虽然有,但不强烈.这一点使得即使把水换成别的东西也一样有效.另外我们不考虑水的特殊化学性质,比如成分子团什么的,如果有人从这个角度找答案是在用附加条件,不算真正解决.那么少量的水面分子,其中更少量的高能分子逸散到环境中.然后水面以下的高动能分子会由于碰撞渐渐把分子动能传给表面那些低能的分子,使得表面又有高能分子,继续逸散.同时空间中的高能水分子会撞回液面,损失能量,变成低能分子,回归水里.总有一个时刻逸散和回归达到平衡,正因此矿泉水瓶的水才不会越来越少.所以便形成了不断有高能分子从水中到空间,又有空间中的高能分子回到水中,这样一个动态循环过程,并且这些高能分子在所有水分子中只占少数,尽管是极少数但毕竟损失了一些能量.水中整体降低了的平均动能,根据刚才对B的解释,会转嫁成分子势能的降低,所以不存在水温度的降低,尽管水确实损失了一些能量.但由刚才的C问题我们已经知道水中的分子能量是动态交换的.所以势能降低的分子是不断变化的.同时由于损失的高能分子是极少数,所以势能降低的分子也是极少数.极少数,同时又不断变化.这使得宏观上不可能有大量的相对稳定的低能分子,所以不可能结冰.
液体水损失的能量储存在那些逸散的水分子中.由于尽管他们是高能水分子,但毕竟是从液体里出来的,所以在逸散的时候仍然是要克服引力的,这使得这些高能水分子的动能有所损失,而有了更高的势能.在以后回归到水面的过程中这些势能则会发挥作用,提高分子动能.
总结一下:过程中要用到的重要理念是:温度受分子动能影响,状态受分子势能影响,分子势能受位置影响,热学的统计意义,分子能量是不断交换的等.
不过有些新的问题也有意思,与大家分享:(1)30℃的水在30℃的封闭空间中会不会降温(2)把刚才的30℃水和0℃水的问题中的空间设成真空且无限大的怎么办.是否可能源源不断的有高能分子逸出,他们不能不回归,由于不能回归恐怕就不能用小量来说高能分子很少了,因为即使都是低能分子,也可能因为通过碰撞产生高能分子.

蒸发在什么温度下都会的.
水由液态或固态转变成汽态,逸入大气中的过程称为蒸发。在任何温度下都可以蒸发。从微观上看,蒸发就是液体分子从液面离去的过程。由于液体中的分子都在不停地作无规则运动,它们的平均动能的大小是跟液体本身的温度相适应的。由于分子的无规则运动和相互碰撞,在任何时刻总有一些分子具有比平均动能还大的动能。这些具有足够大动能的分子,如处于液面附近,其动能大于飞出时克服液体内分子间的...

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蒸发在什么温度下都会的.
水由液态或固态转变成汽态,逸入大气中的过程称为蒸发。在任何温度下都可以蒸发。从微观上看,蒸发就是液体分子从液面离去的过程。由于液体中的分子都在不停地作无规则运动,它们的平均动能的大小是跟液体本身的温度相适应的。由于分子的无规则运动和相互碰撞,在任何时刻总有一些分子具有比平均动能还大的动能。这些具有足够大动能的分子,如处于液面附近,其动能大于飞出时克服液体内分子间的引力所需的功时,这些分子就能脱离液面而向外飞出,变成这种液体的汽,这就是蒸发现象。飞出去的分子在和其他分子碰撞后,有可能再回到液面上或进入液体内部。如果飞出的分子多于飞回的,液体就在蒸发。在蒸发过程中,比平均动能大的分子飞出液面,而留存液体内部的分子所具有的平均动能变小了。所以在蒸发过程中,如外界不给液体补充能量,液体的温度就会下降。
这时,它就要通过热传递方式从周围物体中吸取热量,于是使周围的物体冷却。

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0度的水在0度的空气中,水会不断地蒸发,水蒸气也会不断的冷凝,水冷凝所放出的热,正好使水蒸发,两个反应达到了平衡,这个平衡时动态的,(两个反应会永远进行下去),而外界环境不发生改变

楼上的太复杂了吧?
初中物理?
那么 如果 你知道 在0摄氏度下 那是 冰水混合物 就可以搞得定了吧

1楼的,从固态直接到到气态不叫蒸发叫升华,不一定要逸入大气,那万一是真空呢?,做学问要严密,明白不?只有在气象学上把液体的水或者固体的冰、雪变成看不见的水汽的“升华”等过程总称为蒸发.除是绝对零度,在任何温度下都要蒸发,而蒸发又一定要吸热,(原因:汽态的水分子比液态或因态的水分子的分子动势能之和大,所以这个过个过程一定要吸热.)水本身的温度先降低,降低了之后就和房间内空气有温度差就会发生热传递.热...

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1楼的,从固态直接到到气态不叫蒸发叫升华,不一定要逸入大气,那万一是真空呢?,做学问要严密,明白不?只有在气象学上把液体的水或者固体的冰、雪变成看不见的水汽的“升华”等过程总称为蒸发.除是绝对零度,在任何温度下都要蒸发,而蒸发又一定要吸热,(原因:汽态的水分子比液态或因态的水分子的分子动势能之和大,所以这个过个过程一定要吸热.)水本身的温度先降低,降低了之后就和房间内空气有温度差就会发生热传递.热传递一定要有温度差才能发生,在一个物体上的不同部分或者不同物体上,热能的传递.这是宏观解释.微观上,水分子不停做不规则运动,靠分子间作用力和轻键束缚.水体内部水分子处在连续运动状态,其速度各不相同。当水面的一些分子,得到的动能大于其他水分子对它的吸引力,就逸出水面。水温越高,水分子运动越快。由于水汽分子的不规则运动,有一部分水汽分子回到水中,产生凝结。还有一种叫水汽扩散。有三种形式:由于水汽压差而引起的水汽分子从水汽压高处向水汽压低处输送,称分子扩散;由于温差而引起的下层暖湿空气上升和上层冷干空气的下沉,称对流扩散;由于刮风,水分子随风吹离,称紊动扩散
希望能对你有帮助,还有说明一点:不要认为别人答题是为了那个分数,分数多了有什么用.要来答题是为了在解决别人问题的同时提高自己,并不是为了分数,我每次看分数的高低只是因为分数高代表了出题人的急迫性,希望楼主端正自己的态度.谢谢,说话有点重请见谅...

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水在任何温度下都可以蒸发,水蒸发会吸热,而水凝固放热,所以0摄氏度的水在0摄氏度的房间温度下水的质量会减小,并且有一部分水结成冰,这样才能达到热平衡.

前两道问题既然搂住已经认可了解答,就不再重复。答案都是肯定的。会蒸发,会吸热。
但是3,4题中的热传递的定义并不是单向的。
3:即使是两个同样温度的,同样材质的物体,接触的时候一样会进行相互之间的热传递,从而达到一种平衡。热传递并不一定需要温度差。但要是想形成定向的热传递,那么温度差就必要了。(这里假设相互进行热传递的两物体在各方面都是同质的。否则,压强,密度,物质的性质等等都回影...

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前两道问题既然搂住已经认可了解答,就不再重复。答案都是肯定的。会蒸发,会吸热。
但是3,4题中的热传递的定义并不是单向的。
3:即使是两个同样温度的,同样材质的物体,接触的时候一样会进行相互之间的热传递,从而达到一种平衡。热传递并不一定需要温度差。但要是想形成定向的热传递,那么温度差就必要了。(这里假设相互进行热传递的两物体在各方面都是同质的。否则,压强,密度,物质的性质等等都回影响热传递)
4:物质的温度是以分子的平均动能(也可以说平均动量)来表示。但是并不是每一个分子的动能都是一样对的。总有一些要运动的快一点,有一些要慢一点。所谓蒸发,其实就是空气中速度较快的分子,撞击液体中的分子,通过撞击,将自己的一部分动能转移给液体分子,使其突破分子势能的束缚,从液体变成气体。
但是另一方面,液体分子一旦进入空气,还会和其他的气体分子发生碰撞。如果气体温度不高,这部分已经脱离束缚的液体分子又会因为碰撞降低速率,最终重新因为分子势能而回到水中,或者在周围的固体上凝结。
0度的空气和0度的水就是在这样的一个过程中达到平衡。你说吸热,水当然是从空气中吸热。可以将这个平衡的过程分开来看:可能由于巧合,某时刻蒸发大于凝结,这样空气湿度会增大,同时空气温度降低。然后凝结的概率必然大于蒸发,在回归平衡。(因为巧合凝结大于蒸发也一样。当然这里的大于或者小于,相对于蒸发和凝结的总量而言,是很微弱的。小数点后几十位吧。水和气体的量越大,偏差的比例就越小。)所以从宏观上看,蒸发和凝结是时刻平衡的。热传递一直在相互进行,这个分子吸热的同时那个分子就在放热。微观上就好像一个钟摆,不断地微弱的在平衡点左右晃动。当然幅度非常微弱。
(当然根据量子力学和盖然性,也有可能因为过于“巧合”发生非常神奇的不平衡。比如一部分水自己就沸腾了。而周围的空气温度降低至零下,还有一部分水结冰了。这种可能性非常之小,也许从宇宙诞生到毁灭这种情况在任何一个角落位没有发生过。但是这种可能性是绝对存在的。)

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0摄氏度的水???
到这个温度水就结成冰了,如果不结冰,那说明它还没有到0度,没到0度当然会吸热,从空气中。

热?空气里的热

老师的回答真棒!