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过热

[拼音]:guore

[外文]:superheating

把物质加热到通常发生相变的温度以上而仍不出现相变的现象。例如,久经煮沸的液体,溶于其中的空气全部跑掉后,因缺乏气泡,即缺乏汽化核,可以加热到沸点以上仍不沸腾(有时在1大气压下,水温能上升到130℃左右,在极特殊的情况下,也可以升到200℃)。这样的液体称为过热液体,它处于亚稳态。用于核物理实验的气泡室,就是利用过热液体的不稳定性来产生气泡,以显示粒子的径迹。

在过热液体中某些地方,由于涨落,分子具有足够的能量可以彼此推斥,而形成极小的气泡。这种气泡的线度只等于液体分子间距离的几倍。这种细微气泡内的饱和蒸气压是十分微小的,即使当液温达到沸点,泡内的饱和蒸气压也不可能大于泡外的压强,因而气泡不可能胀大。

当过热液体继续被加热而使温度大大高于沸点时,极小气泡的饱和蒸气压就能超过泡外的压强。这时气泡胀大,泡内的饱和蒸气压也同时迅速增大,使气泡膨胀得非常之快,甚至将容器炸破,这种现象称为崩沸。另外,在缺乏汽化核的过热液体中,如果人为地引入汽化核(例如在过热的水中加入含有空气泡的新鲜水)也能引起崩沸。在生产上,崩沸有很大的危害性。为了避免崩沸,如锅炉中的水在加热前,要加进一些溶有空气的新水,或放进一些附有空气的细玻璃管的碎片和无釉的陶瓷块等。

过热现象也能发生在不同固相的相互转变中。例如,钢材在锻造和热处理加热时,如果温度超过正常的相变温度,就可能出现过热,并反映到钢的金相组织上,对钢的机械性能有不良影响,是钢材产生裂纹及其他缺陷的重要原因。为此,热处理时必须严格控制加热温度和保温时间。若钢已产生过热(如钢材在锻造、铸造、热轧、焊接之后),可通过完全退火或正火时的相变重结晶,消除过热组织缺陷。

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