冬季呼出白气的原因

在北方严寒的冬季里,当我们在户外时,经常发现口中呼出的气体是白色的。那么,这是什么原因呢?

冬天呼出的白气是水蒸气凝结成的小水滴吗?

我们通常是看不见空气中的水蒸气的,因为水蒸气和空气一样也是无色透明的。空气有个特点,它的温度越高,能容纳的水蒸气就越多;当空气变冷的时候,就容纳不了更多的水蒸气,也就意味着空气中的水蒸气达到了饱和。

我们呼出的气体里含有比较多的水蒸气。夏天的温度高,空气中能容纳下大量水蒸气。到了冬天,天气比较冷,空气的饱和度就低,空气就容纳不下我们从嘴里呼出来的水蒸气,遇到冷空气后一部分水蒸气很快就变成雾状的小水滴。这些小水滴折射光线,在我们看起来就是白气。

在物理学上讲,这就是液化,即物质由气态转变为液态的过程。液化是放热的过程。特别注意的是,白气并不是水蒸气。因为水蒸气是看不见摸不着的。

下面所列举的“白气”都是水蒸气降低温度液化形成的小水滴悬浮在空气中形成的。

烧开水时冒的白气;在严寒冬天里呼出的白气;冬天湖面上冒的白气;夏天冰棒冒出的白气;夏天空调冒出的白气;夏天开冰箱时冒的白气;冬天井水里冒的白气;冬季早晨的大雾;火箭发射时发射塔下冒出的白气;炒菜的锅冒的白气等。

液化在生活中具有广泛的应用,例如在两个房间都把水烧开,就可以根据白气的程度来判断房间温度的高低。

最直白地说,白气是白雾,从口中呼出的热空气,遇到周围的冷空气能量降低,遇冷液化,形成小水珠,才能使白气产生。

水在沸腾的时候,会从壶嘴冒出大量的水蒸气,靠近壶嘴的地方是透明的,这是因为壶嘴附近特别热,空气能容纳的水蒸气比较多的缘故。

只有在离开壶嘴一段距离以后,才会形成白色的气。再往高一点儿地方,白色的气在空中又不见了,这是因为远处的空气里水蒸气少,把冒出来的水蒸气都容纳进去了。大气的压力很大,凉水中的空气跑不出来,加热后空气会变轻。在水烧到100℃左右的时候,热的水汽压力大于空气的压力,所以水汽就跑了出来。平时所说水在100℃沸腾,指的是在标准大气压下的情况。如果在海拔3500米的高山上,水不到90℃就沸腾;在珠穆朗玛峰的山顶,水在72℃就沸腾起来。

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地球上的江河湖海、植物、大地都有水分源源不断地被蒸发,所以在空气中含有很多水蒸气。有时候我们觉得周围很潮湿,就是水蒸气太多了的缘故;反之,如果觉得空气干燥,就是空气中水蒸气太少的缘故。