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窗内外两个瓶子里的水9天一循环

已有 1304 次阅读 2018-3-6 17:44 |个人分类:蒸发与凝结16|系统分类:科研笔记

窗内外两个瓶子里的水9天一循环

张学文,20180306

去年3月我写过一个系列博客,名单见后--水汽往冷处聚。那里介绍了我的认识,也谈了我的简单实验。

今年225到今天,我进行了类似的实验。不期这个瓶子里的水分循环实验9天完成水分从一个瓶子到另外一个瓶子的循环。这与地球上的水分循环速度一致,算巧合吧。下面简单说明一下实验的情况。

 

1.         设备:朔料瓶子两个。每个瓶子高20公分,圆筒状,圆筒直径10公分。瓶子的朔料壁是比较薄的(薄,意味着容易与环境温度一致,瓶子原来是装爆米花的)。另外有两个温度表。

2.         初始状态:我把一个朔料瓶子装入20克的自来水,并且盖上盖子。但是盖子被我挖空了3/4。然后把另外一个空的朔料瓶子(没有盖子)口对口与有水的瓶子对齐,再用胶带把两个瓶子的口封死。这样一个瓶子是空的,一个有20克的自来水,而它们又与外界隔绝。我把连在一起的两个瓶子小心地水平地放是卫生间的窗子内外交界处。其中有水的瓶子在卫生间内,无水的瓶子在窗子外侧(40厘米长,骑在窗子内外)。卫生间有暖气(地暖)房子与外界的温度差大约是10度。

3.         分析1:由于瓶子口处的一部分有盖子(1/4的面积)阻挡,水分不能以液体形态流到另外一个瓶子,但是两个瓶子的口处的3/4横断面是没有阻挡的。所以瓶子内的空气和水汽是可以自由穿过的(即水汽可以方便地从一个瓶子转移到另外一个瓶子里)。

4.         过程:由于卫生间窗子交界处内外的温度是内侧比窗外高(平均高了6度的水平)。于是内则瓶子中的液体水分慢慢蒸发并且在冷的瓶子里出现凝结水分。9天下来95%的水分都在冷瓶子里凝结为液体水了。窗子内侧的瓶子仅余下很少的一点水分了(实验结束,没有日光的影响)。

5.         分析2:窗子内的瓶子里的液体水用9天转移到窗子外的冷瓶子里。这与地球上水分在热带蒸发在高纬度形成降水的水分循环过程是一致的(算巧合)。

6.         分析3:用周少祥教授的话说就是水分自动地从高化学势转移到化学势低的状态。这提示地球上的水分循环过程(蒸发以后的水汽运动方向这包括降水过程和水汽穿过空气的自主移动)也是力图使大气中水分的化学势减少的过程。

7.         分析4:所以气象学中把水汽在空中的运动看作是空气运动的结果的认识是很不完善的。仅用空气运动解释降水现象是不全面的(气象学的经典认识)。

下面附上去年的有关水汽往冷处移的连载博客地址

(1)       http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1041165.html  1

(2)       http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1041371.html  2

(3)       http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1041569.html  3

(4)       http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1041952.html  4

(5)       http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1042364.html  周教授的认识

(6)       http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1043230.html  5

(7)       http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1047590.html  6

(8)       http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1048705.html  7

(9)       http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1049104.html  8

(10)   http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1050014.html  9

(11)   http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1051115.html  10

(12)   http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1052475.html  11

20180307补充:

今天我才看到去年的类似实验记录(我的记忆力日差),见    http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1041569.html 。

现在分析两个实验的设备基本相同,那里是1升的瓶子,这次瓶子更大一些(20厘米长的圆筒,直径10厘米),那里的实验在冬季,现在的实验在2月底,3月初(内外温度场小一些)。那里的水分是15克,这里是20克,那里的温度差是5-10度,今年的实验的温度差大致是6度。那里说两天就转移了大半,这里说9天转移了95%。我认为这些描述固然有区别,但是总体结果是一致的,也是待进一步严格化的。



http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1102579.html

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4 杨正瓴 檀成龙 周少祥 魏焱明

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