冬季呼出白气的原因

在北方严寒的冬季里,人们在户外活动时,经常发现口中呼出的气体是白色的。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。

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;而空气变冷的时候,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,空气中能容纳大量的水蒸气。到了冬天,天气比较冷,空气中水蒸气的饱和度就低,空气就容纳不了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。

从物理学上讲,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。但白气并不是水蒸气,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。如:烧开水时冒出的白气,在严寒冬天里呼出的白气,冬天湖面上冒出的白气,夏天冰棒上冒出的白气,夏天空调冒出的白气,夏天开冰箱时冒的白气,冬天井水里冒出的白气,冬季早晨的大雾,火箭发射时发射塔下冒出的白气,炒菜的锅冒出的白气等。

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,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,所以形成小水珠,才能使白气产生。

水在滚开的时候,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。再往高一点儿的地方,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。当水烧到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3500米的高山上,水不到90℃就会沸腾;在珠穆朗玛峰的山顶,水在72℃就会沸腾起来。