苏打水为什么有气泡?

时间:2021-06-08 09:36:32   作者:
苏打水为什么有气泡?现在让我们想象一个理想气体系统。我们知道这将遵循理想气体定律,即系统的温度,与存在的气体的压强和体积直接相关。

理想气体定律公式推导-物理化学

苏打水为什么有气泡?

苏打水为什么有气泡?如果你理解了气体的运动理论,这就说得通了。它说的是,一种气体的温度直接正比于气体分子的速度(即温度=动能)。因此,更高的温度等于快速分子这意味着他们有更高的势头,因此将产生更高的压力与容器的壁相撞时为例,如果容器不能保持压力这意味着天然气将会展开的中心,因为他们是彼此远离。反之亦然,当你挤压一定量的气体时,如上图所示,体积减小,温度保持不变(能量守恒,这在封闭系统中是有意义的)等等。

但是现在,我们考虑两个不同的系统它们的体积相同但是系统一的压强是系统二的两倍。系统1的温度大约是系统2的两倍,因为压强更高,这意味着分子之间更接近,这意味着更多的碰撞,这意味着更多的热能。

这些系统都是封闭系统,这意味着没有能量或物质进出。但是给你的敞篷车轮胎打气的过程。体积是恒定的(或多或少)但是你向里面注入越来越多的空气。这意味着你在增加压强。如果这是一个封闭的系统,它会给轮胎加热,能量就会留在系统中。但它不是,所以系统会通过对流失去很多能量。这基本上就是制造液氮或干冰的方法,你把气体压给它,让它释放所有多余的热量。在你完成之后你有一个室温下的系统但是有更多的分子。因此分子有效地损失了能量并转变成不同的相,通常是液体,有时是超临界流体。

现在我们知道气体分子在压缩后失去了一些能量。我们还需要了解一件事。水(或苏打)是溶剂,这意味着它们与其他分子形成键,从而溶解它们。对于溶解的气体,它通常需要获得更多的能量才能从溶液中出来。

例如,我们在池塘里看到的水也有一些空气溶解在里面。这是让鱼活下去的东西。但如果你把水和更多的空气泵进去,表面上就会有更多的分子,每个分子的能量都比之前低,看到一个分子(表面)与水相互作用如果它有足够的能量可以回到头部空间,但是如果它不将留在水即溶解和其他分子的随机碰撞机会,可以获得能量,回来(但通常之后)。但是在我们上面看到的系统中,进入的分子比流出的分子多直到溶解的气体达到平衡,在这一点上,进入和流出的气体是一样的。

我不知道我说得多清楚。但是,对于这样的系统,气体趋向于溶解相,也就是说,更多的溶解气体。这就是我们所说的亨利定律。那么,当我们把压力降回正常压力(比如打开一个密封的汽水瓶)会发生什么呢?当我们降低了外面的压强时,气体就不需要那么多的能量回到外面(也就是说,外面不是很拥挤,所以分子需要的能量更少,因为它们不需要挤过人群)。这意味着平衡趋向于更多的气体,因为它可以。(如果你再次关闭瓶子,气体将逸出压力将缓慢增加,达到一个新的平衡)。

这种移动的过程完全是由分子的随机运动(布朗运动)引起的,需要一段时间才能达到平衡,它不像戳破一个膨胀的气球那么快。

这可以发生得更快,因为有一个叫做成核的过程。这是当分子突然结合在同一点形成气相,即一个气泡。它可以自发地发生,这就是我们所说的均匀成核,但是这个速度不够快。但是,还有另外一种类型的成核称为异相成核。这是当有一个相边界时,固体或气体在液体中枯萎。然后发生了什么呢,分子更容易附着在这些边界上,很容易形成更大的气泡。

这就是曼妥思可乐实验成功的原因。曼妥思有一层糖涂层,一旦你把它浸泡在苏打水中,它就会开始溶解,这就造成了表面有很多小孔,这些小孔就成了成核点。苏打水为什么有气泡?在苏打水中,苏打水摇晃时会溢出的主要原因是当它摇晃的时候很多微小的气泡会粘在苏打水瓶的内壁上这些气泡会成为成核点。如果你在摇完苏打水后轻敲苏打水内壁,去除这些气泡,苏打水就不会发出那么多的气泡。
声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件至:123456789@qq.com 进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。