在持續(xù)加熱的情況下,將另一杯水放置在已燒開(kāi)的水上方,確實(shí)可以將這杯水燒開(kāi)。以下是關(guān)鍵分析步驟:
熱量傳遞機(jī)制:
- 當(dāng)?shù)讓铀掷m(xù)加熱至沸騰(100℃),產(chǎn)生大量水蒸氣。水蒸氣上升接觸上方杯底時(shí),會(huì)發(fā)生凝結(jié),釋放汽化潛熱(約2260 kJ/kg)。這種相變釋放的熱量遠(yuǎn)高于單純的熱傳導(dǎo),能高效傳遞能量給上方的水。
溫度平衡與沸騰條件:
- 當(dāng)上方水的溫度逐漸升至100℃時(shí),雖然與蒸汽溫度相同,但蒸汽的凝結(jié)仍持續(xù)提供熱量。這些熱量不再用于升溫,而是轉(zhuǎn)化為汽化潛熱,使上方水分子獲得足夠能量脫離液態(tài),從而沸騰。
持續(xù)加熱的必要性:
- 若停止加熱底層水,蒸汽生成中斷,熱量傳遞不足,上方水可能僅升溫至接近100℃而無(wú)法持續(xù)沸騰。因此,保持底層水的沸騰狀態(tài)(如持續(xù)火源加熱)是關(guān)鍵。
實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證:
- 類似原理應(yīng)用于蒸鍋:下層水沸騰產(chǎn)生蒸汽,上層食物或水通過(guò)蒸汽加熱至熟或沸騰。實(shí)驗(yàn)條件下,若將裝有水的杯子置于持續(xù)沸騰的水浴中,杯內(nèi)水最終會(huì)沸騰。
結(jié)論:在底層水持續(xù)加熱的條件下,通過(guò)蒸汽凝結(jié)釋放的潛熱,上方的水可被加熱至沸騰。