标准大气压下烧水沸腾时锅底的温度是多少

2024-11-27 15:50:39
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回答(1):

我觉得先跟你讲解一下热传导方程(q=k(dT/dx))会比较有助于你理解你提出的问题:q是热流强度,它表示单位时间里通过单位面积的热量;k是热传导系数;dx是传导热量的物质的两个端面间的距离;dT是两端面间的温差。这个公式说明导热物质的热导率越高,两端面的温差越大,两端面的间距越小,单位时间里通过单位面积的热量就越多。
现在来估算一下烧水的铁锅上下表面的温差:铁的热导率大约是k=8W/(m*K)(查书得知),铁锅底部的厚度大约是dx=0.002m,铁锅底面积大约是S=0.05m^2,使用电炉,其功率大约是P=1000W。由q=P/S=kdT/dx得:dT=Pdx/kS=1000W*0.002m/[8W/(m*K)*0.05m^2]=5K=5℃。由估算可知上下表面的温差大约就只有几摄氏度而已。
如果锅底的水温是100度,那么与水直接接触的锅底的上表面的温度也一定是100度,为什么呢?还是利用q=k(dT/dx)来说明问题:由于是直接接触,所以两者之间没有导热物质,这意味着dx=0,如果dT是一个有限的数值,那么q就变得无穷大,这显然是不现实的,所以,必须dT=0(物理上的0/0往往是有意义的)——直接接触的水与锅底上表面一定同温。
一标压下水表面的沸腾温度是100度,但水的底部的压强还要加上水自身的压强,所以比一标压略高,那里水的沸腾温度也比100度略高。
综上,你的猜测——锅底上下表面的温度都大于100度是对的,但你给出的部分理由(特别是“与水直接接触的是锅上表面如果不大于100°C,水就无法继续吸热,水就无法沸腾”)却是错的。注意:由“隔一段距离有温差就能引起热传导”这一正确观念,不能错误地引出“不隔距离(即直接接触)也必须有温差才能有热传导”这样的推论。

回答(2):

其实差不多的,为什么呢?如果装了谁知侯火焰温度可能有几百度,但是铁锅接受火焰能量马上就把热量传导到水里,铁的传导系数比较大,这样其实铁锅温度是没有很高的,记得上学时好像有个实验叫做纸盒烧水,就是这个道理
还有其实上下温度相差不大的,因为为什么沸腾,就是锅底的水吸热气化,变成水蒸气,变成水蒸气后由于浮力原因上浮,这里的水蒸气是100度的(当然大气压不一样稍有区别,在青藏高原只有九十多度)如果上面水温低,气泡直接传递热量到水里,不会浮到水面,或者微量的到外面.所以真正沸腾其实温度是差不多的都是100度
补充:其实锅底和上下表面自然有温差,可以说锅底和水也有温差,因为没有温差就没有热量的进一步传递,但是根据热力学方程这个温差很小水和锅接触面温度很小,当然水沸腾之后接触锅底的一部分成为一个水蒸气膜,只有这个水蒸气跑越来越大才会克服附着力的作用浮到水面上,这是热量不能完全传递,可以认为锅底铁锅温度较高,因为有水蒸气起热量传递阻扰作用。

回答(3):

不同材料的锅温度不同,但不管什么材料的锅的温度只能有个温度范围,即高于100°c,低于火焰温度

回答(4):

可以说锅底的上表面温度是100°C,只不过这是个动态的平衡,假设锅底的温度高于100°C,它的热量就会马上被水吸收,从而保证它的温度保持在100°C。

回答(5):

锅底的温度肯定是要高于100°C,因为水的继续沸腾需要吸收热量,如果锅底等于或低于100°C,那水就吸收不到热量,所以锅底的温度会略高于100°C。