如果說蒸汽是很小的水珠,為什麼蒸汽可以飄浮在空氣中,而大一些的水珠就不可以?

時間 2022-01-02 16:48:43

1樓:JYWqt 1221

我猜想是空氣阻力的作用,當空氣阻力和液滴的重力相當時,液滴不會墜落下來。

首先考慮最常見的乙個蒸汽液滴,它漂浮在空氣中,會受到重力作用,並假設液滴的形貌近似為乙個球體,則液滴受到的重力 為:

,其中, 是水的密度, 是液滴半徑。

即重力和液滴半徑的三次方成正比。

由於液滴在空氣中,空氣和液滴之間是存在相對運動的,即存在相對運動速度,也就是存在空氣阻力 為:

其中: 是空氣阻力係數, 是空氣密度, 是液滴的迎風面積, 是液滴和空氣的相對運動速度。

即空氣阻力和液滴半徑的二次方成正比。

因此有:

由式(1)和(2)也可定義出臨界的液滴半徑。

簡而言之,隨著液滴體積增加,半徑會增加,此時液滴的重力佔主導,會掉落;而當液滴的大小較小時,空氣阻力佔主導作用,液滴不會掉落。

上述的考慮,僅僅考慮到正常的空氣流速等因素,見到蒸汽更多的時候會存在燒開水這樣的時候,此時高溫的蒸汽向上跑,空氣流速較大,所能支撐的液滴體積會更大一些。

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