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2013年6月24日 星期一

物質狀態變化的應用

6/25科學補給讚節目後半段是介紹物質狀態變化的應用。水溫降至0時會結冰,而加熱至100會沸騰,但你知道嗎?水也可能不到100度就沸騰了,或是超過了100度還是液態。例如,在海拔8848公尺的埃佛勒斯峰,大氣壓力只有平地的1/3,水加熱到71℃就沸騰,因此在那裡煮東西不容易熟;相反的,氣壓變大時,水超過100度仍然維持液態,且沸點會隨壓力變大而提高,當壓力提高到200大氣壓,沸點會升高至300多度。壓力鍋就是運用「提高壓力使沸點上升」的原理製作的,利用高溫的水,可以大幅縮短食物烹煮的時間。
除了我們熟知的三態外,有些物質介於液態和固態之間,可以像液態一般流動,又同時擁有固態結晶的光學性質,這種物質狀態為「液晶態」,有些科學家將這種狀態稱為第四態。結晶物質近年來廣泛被運用在生活中,尤其是顯示器上,它到底是如何運作的呢?記得準時收看節目喔!
不同狀態下,物體的性質也不相同,但是,有沒有同時具有兩種狀態的情形呢?如果加壓力至220.5大氣壓,並加熱至374.3,氣態水蒸氣與液態水之間的界線消失,形成均勻相的流體,稱為「超臨界流體」,這個狀態下同時具有氣體和液體的性質,可以像氣體一般被壓縮,也可以像液體一樣流動。節目中介紹了二氧化碳的超臨界流體,可以運用在布料的染色和精油的萃取上,到底什麼是超臨界流體?有什麼優點?答案就在節目中,別忘了收看喔!
想進一步瞭解超臨界流體嗎,維基百科有更詳細介紹:
如果你想體驗水不到100度就沸騰現象,下面實驗可以動手做做看:
準備一支去掉針的針筒,將90度以上之熱水抽取至針筒中,將針筒開口封住,拉開針筒使針筒內的壓力急劇降低,接下來可以看見針筒內之水開始起泡沸騰。若無法觀察到明顯的沸騰現象,請檢查水溫是否足夠高溫,或是準備較大支的針筒,操作此實驗時請小心避免被熱水燙傷。

1 則留言:

  1. 有一本科學漫畫書提到,有一場實驗比賽的主題是「由狀態變化,所產生的美」,結果兩隊都利用「結晶」來呈現。其中一隊拿萘丸來加熱,讓它昇華,接著讓它凝華,耀眼的結晶就此誕生!這也是狀態變化。

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