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我们做了一杯105℃的水,甜过了所有的super idol

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果壳 2021-08-03 17:30

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今年夏天,你被“冰与火之歌”洗脑了吗?

你或许逃过了雪人家的“你爱我我爱你”,但未必躲得过阿肆唱的“super idol的笑容”。这两首席卷了互联网的音乐,只要开个头就能让你颅内开启单曲循环。

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八月正午的阳光(递话筒)

甜蜜蜜的雪人歌挺符合自家的产品,可105℃的蒸馏水倒让我这脑瓜产生了大大的困惑:初中物理课不是说,水的沸点是100℃?就因为卖蒸馏水的金主给钱了,白水就能疯狂升温啦?

水壶听完歌,气得直叫唤

去某某蒸馏水官网一看:高压蒸馏……打扰了打扰了。这题我也会,原型不就是高压锅,压力升高沸点也升高,只不过一个是炖肉一个是做蒸馏水。可我从来没听说过,哪家烧开水,还能把水变得比super idol还甜啊!

阿肆你倒是好好给我说说,105℃的水到底有多甜?

又甜又高温?加糖啊!

让水变甜有什么方法?没错,就是看着喜欢的人喝水……

啊不,正解是往水里加糖。你说巧不巧,加糖还会让水的沸点升高,轻松超过100℃。

这可以用一条物理化学定律来解释:“拉乌尔定律”表明,加入了不挥发溶质的溶液,其沸点会高于纯溶剂的沸点(饱和蒸气压会改变)。说人话版:

糖=能溶解的溶质+不会挥发

水=能溶解糖的液体=溶剂,

所以,糖水沸点>纯净水沸点

我以为阿肆是瞎说的,没想到她物理化学学得不错啊!

到底是物理还是化学啊?丨《物理化学》.高等教育出版社

这里要多说一句给大家解释下,物理化学不是物理+化学两门课,而是一个“用物理的手段解释化学现象和化学过程”的学科,特点是有大量的数学公式和计算(而不是元素符号和反应式)。

那沸点变成105℃的蔗糖水到底能有多甜?是有蜜雪冰城那么甜,还是可乐那么甜?

我们查了查关于沸点与溶液浓度的实验论文,发现沸点在105℃的蔗糖水溶液浓度达到了70%左右[2][3][4]。这是什么概念?一瓶听装可乐大小的水里,要加将近800克的糖——在超市里买上两整袋的量。听起来就超级齁!

小烧杯根本加不下这么多糖

我们粗略地做了个实验,测了一下蔗糖溶液沸腾时的温度↓

你要问我这溶液有多甜?我们重新在小厨房熬了一锅,分给同事们尝了尝。这么说吧,抿一口到嘴里,舌头立刻被一层“糖膜”覆盖了……买点水果蘸一蘸,立马可以自制糖葫芦!

Super Idol的笑容,真没这个甜

对了,歌里还说“八月正午的阳光都没你耀眼”,那究竟是多耀眼?关注果壳(ID:Guokr42),在对话框里回复“阳光”收获答案(狗头)

如果105℃的水不甜,那它很危险

太甜了!求求了!能不能不加糖、不加压,还让水温达到105℃啊?

水:不能,我要沸腾。

过热水:我不沸腾,我能。

为啥会有这种过热水呢?先回忆一下,让水沸腾有两个条件:1.达到沸点2.持续不断地加热。不过还有一个隐藏条件——需要“沸腾核心”,比如水中或容器壁表面的微小气泡、或者容器表面极其微小的的裂纹中的空气。[6][7][8]

如果水被加热时缺少沸核,它就不会沸腾且一直升温,变成温度超过沸点的过热水。但是过热水很危险,在受到外界扰动的情况下,比如放入个勺子,过热水就会突然沸腾,而且是超剧烈的那种。这种“暴沸”时飞溅的高温液体会严重烫伤皮肤

暴沸 丨 CrazyRussianHacker\Youtube

一个常见例子是用微波炉加热水。使用微波炉时,如果选择洁净的玻璃杯作为容器,加热难以产生气泡,杯子里的水会处于一种“高温又稳定”的状态。很多关于微波炉使用的安全指南里,也会特别提及使用微波炉加热水会产生过热水,人们需要谨防受到伤害 [9][10]。

请不要尝试!真的很危险!丨ALL YOU CAN DO HERE/Youtube

过热水的危险程度堪比被你惹生气的对象,看似心如止水,但你要是再多说一句“多喝热水”,那就可以立刻“暴沸”给你看了~

105℃的水,也可能变成“冰”

还有一种情况,105℃的水会变成“冰”,不过你可能没什么机会能见到,因为冰太小了。

把有些东西拿到纳米层面来看,会出现一些很神奇的特性。这里说的不是什么网上卖的纳米防辐射手机膜啊、纳米牙刷啊,很神奇啊,它们都有个共同点:没啥用。

说回正经研究,纳米尺度下对水的观察已经到达单个分子层面了,水在纳米碳管里会产生不同于宏观环境中的形态变化。有研究发现,在直径为1.05纳米的碳管中,水会在105℃以上时变为固体形态,类似于宏观尺度下的冰[11],可以说是“冰”了,但也没完全“冰”。

你看看,这温度和水在不同的情况下差别很大啊。你以为给到了105℃的关心,对于有的人来说是“暴沸”,有的人觉得反而是“寒冰”。但别灰心,总能找到最甜的搭配嘛!

参考文献

[1] Correia, A. M., & Rodrigues, J. P. C. FIRE RESISTANCE OF A WATER FILLED COOLED STRUCTURE.

[2] Mohos, F. Á. (2010). Data on engineering properties of materials used and made by the confectionery industry (Appendix 1). Confectionery and Chocolate Engineering; Mohos, FÁ, Ed.; Wiley-Blackwell: Chichester, UK.

[3] Tressler, C. J., Zimmerman, W. I., & Willits, C. O. (1941). Boiling-point Elevation of Sucrose Solutions. The Journal of Physical Chemistry, 45(8), 1242-1245.

[4] Holven, A. (1936). Sucrose solutions: influence of pressure on boiling point elevation. Industrial & Engineering Chemistry, 28(4), 452-455.

[5] 诺桑,晋亚铭,措加旺姆,周毅,索朗白姆,拉瓜登顿.西藏地面太阳总辐射与紫外线的观测[J].光谱学与光谱分析,2019,39(06):1683-1688.

[6] 樊中心.暴沸的成因与防止[J].化学通报,1952(05):142-144.

[7] 童有勇.对“暴沸的成因与防止”一文的意见[J].化学通报,1957(10):56.

[8] 所晓波.关于暴沸成因的探讨[J].化学教学,1991(03):40-41.

[9] Avoiding Injuries from Super-Heated Water in Microwave Ovens. https://www.fda.gov/radiation-emitting-products/resources-you-radiation-emitting-products/microwave-oven-radiation

[10] COOK, H. D. A. M. SAFE USE OF MICROWAVE.

[11] Agrawal, K. V., Shimizu, S., Drahushuk, L. W., Kilcoyne, D., & Strano, M. S. (2017). Observation of extreme phase transition temperatures of water confined inside isolated carbon nanotubes. Nature nanotechnology, 12(3), 267-273.

作者:云东君、Owl

编辑:Luna

一个AI

你遇到的比(沸点)105℃的水还甜的事有哪些呢

本文来自果壳,未经授权不得转载.

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