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暴沸
來源:互聯網

暴沸(英文名:bump),又稱突沸,是指液體在缺少氣泡或雜質的條件下加熱,會產生超過沸點的不穩定過熱液體。如果過熱液體接觸到氣泡或雜質,或者外部環境急劇下降,由于成核作用,會發生劇烈沸騰,嚴重情況下會導致高溫液體飛濺甚至損壞容器。高溫油中濺入水滴,微波爐加熱水后加入食物粉末等場景下容易發生暴沸。

過熱液體因分子漲落形成極小氣泡,溫度遠高于沸點時,氣泡內飽和蒸氣壓高于外界壓強,氣泡快速長大并劇烈膨脹,進而引發暴沸。防止暴沸可采取以下方法:在反應容器中加入一到兩個沸石或碎瓷片,利用其孔隙中的空氣形成氣泡核心;放置密封毛細管以提供氣泡核心;升溫過程中攪拌液體,通過渦流破壞大氣泡、生成小氣泡;防止雜質侵入。此外,建議在試管、平底燒瓶和錐形瓶中加熱液體,加熱時試管口不應指向任何人。

核物理實驗室的氣泡室利用過熱液體的不穩定性來產生氣泡,以顯示粒子的運動軌跡,從而測量出粒子的物理性能。

定義

暴沸是指液體在缺少氣泡或雜質的條件下加熱,會產生超過沸點的不穩定過熱液體。

形成原因

由于過熱液體內部的漲落現象,有些地方的分子具有足夠高的能量,可以彼此推開而形成極小的氣泡。當過熱液體的溫度遠高于沸點時,這些極小氣泡內的飽和蒸氣壓就高于外界的壓強,氣泡會迅速長大,同時,由于飽和蒸氣壓的迅速上升,又使氣泡劇烈膨脹,這就發生了暴沸。

舉例

預防

在反應容器中加入一到兩個沸石或碎瓷片,其上的小孔隙會存在空氣,隨溫度升高空氣膨脹逸出,在液體中形成氣泡使液體沸騰。然而,僅這些可能無法防止暴沸,因此建議在試管、平底燒瓶和錐形瓶中加熱液體。此外,加熱中的試管口不應指向任何人,以防發生暴沸時對人員造成傷害。每當液體冷卻至低于其沸點溫度,并重新加熱至沸騰時,就需要一個新的沸騰石,因為舊沸騰石中的孔隙往往會充滿溶劑,使其失效。

放置密封毛細管可以在沸騰溶液中以形成核心位置,從而降低暴沸風險,并且易于從系統將核心移除。

升溫過程的液體攪拌同樣也可以減少暴沸的機會,因為攪拌產生的渦流會破壞任何可能形成的任何大氣泡,而攪拌本身又會產生小氣泡。

雜質的侵入也可能導致暴沸,例如:在油浴過程中,加熱液體意外溢出進入到用于加熱的油之中,就會產生暴沸,會導致油飛濺。

應用

核物理實驗室的氣泡室利用過熱液體的不穩定性來產生氣泡,以顯示粒子的運動軌跡,從而測量出粒子的物理性能。

參考資料 >

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