“水爆炸”是发生在家中最常见的爆炸现象之一。这种现象也叫做“蒸汽喷发”,发生在液体被过度加热以致其温度高于正常沸腾温度的情况下。在正常情况下,当某种液体被加热时,热量是逐渐渗透的,而容器表面也有很多瑕疵。当液体达到其沸腾温度时,就会从液体形式转化为气体形式。
现象
水爆炸
由于热量是通过容器传导的,而且容器表面是不平整的,所以液体会在粗糙的容器表面逐渐形成小气泡,气泡会逐渐胀大,这个过程叫做“集结与逐渐扩展”。
在液体沸腾的过程中,这些气泡很快就会越变越大,最后变成气体,形成“爆炸”。虽然“爆炸”有着不同的形式和规模,而“水爆炸”是发生在家中最常见的爆炸现象之一。
原理
水可以在一瞬间变得过热,但也可以不加热就沸腾。沸腾液体产生的小气泡和蒸汽的“集结与逐渐扩展”过程取决于气压和温度。山顶上的气压要比海平面的气压低很多,也就是说,你会觉得山顶的空气更加稀薄。在那里,水在100 ℃以下就能够沸腾。
对于液体来说,虽然分子的移动较为自由,但是它们会彼此吸引并组成一个集合。当蒸汽的压力足以克服这种吸引力时,就会形成气泡,液体便开始沸腾。液体温度越高,液体分子移动就越活跃,越容易转化成气体形式。
同样,气压越低,液体分子就越不容易组合在一起,所以它们就更容易变成气体。所以,如果你想要把冷水煮沸,只要把周围的气压降低就行了。这叫做“
亨利定律”,由英国化学家亨利于1803年提出。
特殊情况
把一个装满
纯净水的表面光滑的容器放进微波炉,事情就不同了。微波炉把全部的液体迅速加热,热量不会在容器内部循环,而容器的光滑表面意味着“气泡集结”现象无法发生。液体想要变成气体,但是最初形成的气泡没有地方可以附着。它们无处可去,所以液体无法转化,温度只会越来越高。
当你最终把这杯温度超高的水从微波炉里拿出来,再往里面放东西时,已经疯狂的气泡们会快速附着在新加入的物体上,以至于剩下的液体会发生“爆炸”,并从容器里泼溅出来。
这就解释了为什么,对于一些可用微波炉加热的饮品来说,比如
热巧克力,会在说明中建议你加热时间要很短。如果你没有这么做,那么很有可能这杯饮品会悄悄地在微波炉里面爆炸,加热完毕时,杯子里只剩下了1/3,而微波炉里面一片狼藉。
影响及危害
一些情况下,“水爆炸”也可造成摧毁性的后果。
1986年4月26日星期六清晨,
乌克兰切尔诺贝利市核电站四号
反应堆的冷却系统测试酿出了巨大事故。该测试是为了检验后备系统能否给
抽水机供电,而四号反应堆是使用常温水来冷却和控制核心温度的。
该测试中,工作人员取消了平时供电的涡轮和抽水机间的连接,然后,经过一系列错误操作,燃料棒断掉了,并出现熔化反应。这个现象导致水中出现了极具破坏性的蒸汽喷发,伴随着放射性气体和碎片从核中喷射到空气中。
在这次事故中,共有237人患上
放射性疾病,57人丧生。周边4平方公里的松树林变黄并死掉、13.5万居民被迫迁居,背井离乡,永远都无法再回来。欧洲的很多周边国家都受到了放射性物质的影响,气候变得异常。(2010年)尚未得知有多少人由于这次灾难而患癌症死去,但是据估计这个数字应该有几万。
预防
人体内含有大量水分,所以就像一杯水会爆炸一样,人体因压力的变化而出现各种症状并不出奇。婴儿体内含有78%的水分,成年男性体内的水分含量约为60%,成年女性体内的水分含量约为55%。体型较瘦的人比胖人含有更多水分。
无论你是一个人还是一杯水,都无法承受骤然的、大规模的温度及压力变化。泡茶不要操之过急,慢慢搅拌,应该就不会出现爆炸的现象了。