II. 自然规律

为了能很好地理解这个从无到有的过程,我们先举一个例,是液体的雨点在气体的空气中出现的例子。空气对水份吸收的能力叫相对湿度 RH (Relative Humidity)。相对湿度越低,这个能力就越强,RH 为零时空气中完全没有水分子。所以其吸水能力最强,周围只要有一点水份就会被这空气吸干。当 RH 增加到百分之一百时,我们说它饱和了,空气就不能再吸水。在 RH 到达百分之一百饱和之前空气中的水分子是气体而不是液体,即此时的水分是空气中不可分割的一部分,也就是说水分和空气是一体的。如果因为外在原因,例如气温降低,使空气里的水分含量高于百分之一百的 RH。那么多出来的那部分水份就会被空气吐出来,成为可见的云雾。这时的云雾就成为独立于空气的物体。云雾越来越多会聚成水滴雨点,落到地上汇成河海。要是这个时候空气的 RH 由于其他原因(比如温度升高)而降低成了不饱和。空气又会把那些云雾吸收回去,甚至地上的雨水也会被吸干。在这个例子里,云雾出现的本身就是一个从看不见到越来越厚越重,到水滴雨点到江河大海的过程,这个过程中水滴积累的大小可以分辨出无数个不同的量。然而在云雾未出现之前,另外还有一个 RH 从零到 100% 的过程,而且在 RH 达到 100% 之前是没有云雾的。

让我们再看看中学时用盐水做实验的一个例子。是固体的盐巴在液体的盐水中出现的例子。一碗蒸溜水完全不含盐份,如果向这碗水里加盐,这碗水就会越来越咸,也就是说水的含盐量越来越高。一旦饱和,水就不会再吸收盐了,这时你往水里放再多的盐也不会溶化。但是如果你将这些饱和的盐水倒入锅里加热,水含盐量的饱和状态就会降下来。可以继续溶解盐了,再吸收盐后又会达到一个饱和状态。这时候你要是把这饱和的热盐水倒进一个干净碗里冷却。你会发现碗里慢慢有盐巴出现,水越凉产生的盐巴就越多,这个时候的盐水还是饱和的。那是因为盐水中含的盐份比饱和还要多,所以固体的盐巴就产生出来了。这里的结论跟刚才空气水分的结论一样,饱和以后的盐水会把多余的盐巴吐出来,不饱和的盐水会把盐巴吸收掉。

从以上的例子可以看出,饱和是理想状态,自然界里的东西都会极力地保持自身的饱和状态以达到平衡和稳定。我们来举最后一个例子,在封闭的制冷系统里面制冷剂 refrigerant 的变化。

压缩机把低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体,然后在系统的高压区域里用风或者水把它的热量吸收。当制冷剂的温度降到它所处于的这个高压力的饱和点时,便进入了饱和状态,液体开始在气体中出现。让它继续散热,液体所占的比例就会继续增加,其间温度会保持在饱和点不变。这些散发出去以后使气体转化成液体而保持温度不变的热量叫潜在热量 latent heat。一旦所有气体都液化完毕,液体制冷剂的温度就会离开饱和点继续下降。然后把这些常温高压的液体送进系统的低压区域。在低压区域里制冷剂的饱和点温度比周围需要冷冻的物体的温度要低得多,于是液体制冷剂在低温低压的饱和状态里通过把周围的热量吸收为自己的潜在热量而气化。直到所有的液体气化完毕,再由压缩机把这些低压低温气体压缩成高温高压的气体然后继续循环。这里的所有变化反应都是物理反应。

上一页 | 下一页

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>