水在完全密封的环境下加热是否会蒸发掉「水在完全密封的环境下加热是否会蒸发」
分两种情况讨论。
第一种:完全密封,但加热前有气相空间存在。这种情况下,水会不断蒸发,体系压力等于对应温度下水的饱和蒸汽压(直到临界点,超临界这里不讨论)。
第二种:水在加热前完全充满封闭体系。这种情况下加热,水是不会蒸发的。加热后液体膨胀,容器也会膨胀,一般而言液体膨胀的快,形成强大的液压作用在容器内壁。对水而言,温度每升高一度,液压将是兆帕数量级的上涨。具体压强可用液
水在完全密封的环境下加热是否会蒸发?是否会有能量损失,冷却后是否还是原来的水量?
分两种情况讨论。
第一种:完全密封,但加热前有气相空间存在。这种情况下,水会不断蒸发,体系压力等于对应温度下水的饱和蒸汽压(直到临界点,超临界这里不讨论)。
第二种:水在加热前完全充满封闭体系。这种情况下加热,水是不会蒸发的。加热后液体膨胀,容器也会膨胀,一般而言液体膨胀的快,形成强大的液压作用在容器内壁。对水而言,温度每升高一度,液压将是兆帕数量级的上涨。具体压强可用液体的体积膨胀系数,钢管的线膨胀系数,弹性模量等参数求得。如非特殊用途,第二种情况往往在生产中必须避免,这样的后果往往靠日晒就能损毁设备管道等。
就一般条件,现在有那种玩具类的产品,玻璃球里密闭了水。那么普通情况下加热,变成水蒸气,再冷凝。那里的水,只是水。但是即使这样,还是会有变化。因为水与玻璃会发生非常非常慢的化学反应。毕竟要灌入极为纯洁的水,不容易。水中的碳酸盐离子与玻璃会满满发生很弱的反应。
所以,在密闭的条件下,如果是纯水,且不与密闭容器发生反应,那么在室温条件下,水还是水。不会有实质的改变。
但是,如果温度非常高,比如是铂金的密闭容器,在剧烈高温下,水分解成氢气、氧气,且通过控制温度变化,没有再氧化成水(基本不可能),那么水会减少。
如果我们脑洞再打开一点,我们把整个宇宙作为容器,宇宙中的水,会变多还是变少呢?
事实上,宇宙中的水是从无到有的。在宇宙诞生初期,非常炽热,各类元素还没有最后稳定的情况下,根本没有水。
等到第一代行星形成的时候,水才有可能存在。而这,已经是要宇宙大爆炸后20亿年了。
那么目前,我们的宇宙的水,是恒定不变的吗?显然不是的。因为在各类剧烈的天体活动中,无论是高温高压,比如几百万度的等离子体环境,还是在复杂的化学变化中,水的质量都会变化。
幸运的是,我们的星球上还有不少水,虽然大部分不是淡水。我们星球上的水,目前不管怎样变化,还能滋养我们人类。
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