为什么水在沸腾前产生的气泡是上小下大,而沸腾后是上大下小?

题目

为什么水在沸腾前产生的气泡是上小下大,而沸腾后是上大下小?

答案

我们知道,水中能溶有少量空气,容器壁的表面小空穴中也吸附着空气,这些小气泡起汽化核的作用.水对空气的溶解度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少,当水被加热时,气泡首先在受热面的器壁上生成．气泡生成之后,由于水继续被加热,在受热面附近形成过热水层,它将不断地向小气泡内蒸发水蒸气.泡内除了原有的空气外,又增加了水蒸气,使泡内的压强空气压与蒸汽压之和不断增大,结果使气泡的体积不断膨胀,气泡所受的浮力也随之增大．当气泡所受的浮力大于气泡与器壁间的附着力时,气泡便离开器壁开始上浮.在沸腾前,容器里各水层的温度不同,受热面附近水层的温度较高,水面附近的温度较低,气泡在上升过程中不仅泡内空气的压强随水温的降低而降低泡内有一部分水蒸气凝结成水后,饱和蒸汽压亦在减小而外界压强基本不变,此时泡外压强大于泡内压强,于是,上浮的气泡在上升过程中体积将缩小