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主题:【原创】海雾 -- 橡树村

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家园 【原创】海雾

空气中的水的压力,超过了饱和蒸气压的时候,就需要凝结成水,成冰,于是就形成了云雨霜雾。水的饱和蒸气压要是高于大气压,水就会沸腾。但是水的分压超过饱和蒸气压就肯定会凝结吗?一定要在水的分压超过饱和蒸气压的时候才会凝结吗?水加热超过沸点以后肯定会沸腾吗?答案都是否定的。

单纯从水的饱和蒸气压来判断,讲的是水的稳定的状态。但是在实际过程中,水往往会存在一些不稳定的状态。这些不稳定的状态需要向稳定的状态变化,但是变化是有一个过程的,也需要一些外界条件进行辅助的。当这些外界条件达不到的时候,水就能够在不稳定的状态存在一段时间,一直到满足了外界条件,才能变成稳定状态。

说着真拗口。举例子吧。

尝试过用微波炉加热水吗?如果你使用一个很干净的杯子加热水。到了时间,你会发现水并没有沸腾,看起来非常平静。但是这时候你要是把杯子拿出来,晃这么一下,水就可能会突然的喷了出来。这个过程很危险,由于出乎意料,会把人烫伤的。不是耸人听闻,这样的事情经常出现。

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为什么一晃杯子,水就沸腾了呢?晃一下杯子能有多大的能量,不会水的温度一下子就超过了沸点吧?或者碰巧了?水的温度刚刚好在这个时候超过了沸点?都不是。

其实杯子里面的水的温度已经超过沸点了,但是却没有达到沸腾的条件。水的沸腾过程比看起来要复杂。在温度超过了沸点以后,首先要有微小的气泡,然后气泡长大,水才能沸腾。如果温度高出沸点不多,水自己是形不成这个气泡的,需要借助外界的帮助,比如杯子里面的细小的裂缝里面的空气之类的。如果杯子非常光滑,那么这些裂缝就很少,水就没有办法沸腾。这个后,水就会继续加热,形成过热的水。

形成了过热的水以后,如果外界忽然提供了气泡,比如通过晃动,水的表面变化了,会形成小的气泡,那么有了种子,水就会立刻沸腾。由于水的温度已经超过了沸点,这个过程会非常剧烈,沸腾的气体会把还没有来得及沸腾的液体也带了出来,就容易把人烫伤。

我见到很多公用的厨房,微波炉上都写着,不建议直接用微波炉加热水,或者建议在杯子里面放一个木头或者什么粗糙表面的勺子。这样,在水要沸腾的时候,就可以提供需要的气泡,就不会过热了。

使用微波炉一定要小心。

下雾也类似。

空气里面的水的含量,使用分压来表示的,与水在这个温度下的饱和蒸气压的比值,叫做相对湿度。下雾的时候,空气里面的水含量应该达到水的饱和蒸气压,也就是相对湿度100%。但是实际上,有的时候水含量达不到这么高,就是相对湿度小于100%的时候,也会有雾。这个例子就是海雾。

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很多地方都有海雾。海边普遍潮湿,有雾也不稀奇,但是在一些地方,比如加州的西海岸,南非的西海岸,气候并不潮湿,降水很少,海边也比较干燥,相对湿度达不到100%。但是呢,这些地方却经常有雾。怎么回事呢?

雾的形成也需要一些关键的因素。形成雾,除了水的含量达到一定程度,还需要种子。气体形成液体,总要从什么地方开始吧?如果气体非常均匀,气体只能过饱和,形不成液体的。这些种子,一般是空气里面的灰尘,污染物等等,反正是在空气里面漂浮的杂质。有了这些杂质,才会有雾。

海面呢,杂质最多的是什么?海盐!

对了,海盐。海水里面是含有不少盐的,一般是几个百分点。在风浪大的地方,破碎的海浪就会把一些海里面的盐分吹到了空气里面,形成非常小的颗粒,漂浮在海面上方的空气上。海边的空气都是咸的,就是这个原因。这样呢,空气里面就有很多可以形成雾的种子。不仅如此,盐本身还会吸水,这样就会把空气里面的水吸附到小颗粒的盐上面。这就形成了液滴,微小的液滴多了,就组成了雾。

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这样,在海面,并不需要空气里面的相对湿度超过100%,雾就可以形成。人们发现,在相对湿度仅仅有70%的时候,盐就会开始吸水形成液滴,于是,海雾就形成了。但是由于相对湿度低,形成的液滴又会挥发成为气体。一方面在海盐颗粒上面会形成液滴,另一方面液滴有会迅速挥发。再加上海盐一般都在比较靠近海面的地方,就只能形成在海面上一层几乎透明的薄雾。

这个现象一般发生在清晨,太阳出来以后,挥发越来越快,雾就会渐渐消散了。

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海雾也能孕育生命。在南非西海岸干燥的地方,年降水量少于50毫米,海边就是沙漠。但是在这样的沙漠里面,却同样有植物生存。这些植物,就是依靠几乎天天都来的海雾,吸取水分的。

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