03.06 為什麼燒滾的水滴入一滴油不會炸,而燒滾的油滴入一滴水會炸?

雲雀1891


要理解這個問題,我們就要從理解為什麼油鍋中的水為什麼會炸開始

爆炸=急劇膨脹

我們全部所有人都知道純淨物有三態——固、液、氣。同一物質的固態與液態的體積通常差距極小。但是氣體卻完全不同,我們初中的時候學過一個知識,氣體的體積決定了其分子數量,也就是說組成氣體的分子其本身大小與氣體狀態的體積並沒有關係,還記得嗎?1摩爾的任何氣體其體積都是22.4L,1摩爾是指其中的分子數為6.08×10^23個。

那麼氣體與固液態的體積差距有多大呢?差不多是1000倍。而在我過去有關麵粉爆炸的文章中就說過,在極短時間內發生體積急劇膨脹的現象就是爆炸,無論是高壓鍋,還是火藥,抑或是超新星都是如此。

同樣的道理,如果某物質在極短的時間內氣化,也會發生爆炸。

食用油的沸點相當高,花生油可達340℃;菜子油可達355℃,而因為水與油是不相溶的,所以水滴進入油鍋的高溫中時就會急速沸騰膨脹從而引發爆炸。

炸油的另兩個條件

但僅僅如此還是不夠的,為什麼水滴直接落在燒紅的鐵上不會炸?

這裡有兩個原因,第一個是因為萊頓弗羅斯特現象,這是由科學家萊頓弗羅斯特在1756年發現的,水珠與高溫物體的接觸面會出現湧動的蒸汽層,而氣體的導熱能力差,所以水珠無法迅速吸收熱量,沸騰的速度也就大大降低了,利用這個原理,任何一個人都可以做到臉接液氮,手拍鋼水。

第二個原因是缺少約束,雖然我們知道煤氣洩漏也會導致爆炸,但其實威力與真正的炸彈相比還差得遠,軍用武器都有強力的約束力,讓體積膨脹時的能量可以被積累起來,產生更大的破壞。

而水之所以能在油鍋中爆炸,正是因為它的另一個特性——密度大於油。

水分子按常理不應該有這麼重的,但是因為氫鍵的作用,水分子間的距離被接近了,讓它成為了極少見的液態密度比固態還大的物質。食用油的密度通常為0.92克/立方厘米,水是1克/立方厘米;水滴會深入油下,這樣就同時滿足了前面兩個條件,包裹的油讓水滴無法產生萊頓弗羅斯特現象,快速吸熱。而油本身的重量與粘滯度產生了一定的約束效果,於是水沸騰的能量就在瞬間爆發,形成爆炸。

現在我們知道了油鍋炸水的原理,自然也就能理解為什麼在沸水鍋中加油不會炸,當然是油根本不可能在水鍋中沸騰的原因了。

悶聲作大死時間

那麼,就這麼認命了嗎?當然不是,讓我們用科學挑戰它,讓水鍋也炸起來。

這裡有兩個思路,一個是讓水鍋快速沸騰起來,另一個是用一種合適的物質替換油。

如果想在一鍋水中加入某種物質就能令其吸收大量的能量從而發生爆炸級的沸騰是不可能的,因為有萊頓弗羅斯特現象,所以讓水沸騰的能量必須要事先就存儲在水中,而恰好就有這樣一種現象,你們可能在網上也看過相關的視頻——過冷水與過熱水。

還是因為氫鍵的作為,導致水的凝結與沸騰都是一個非常複雜的過程,並不是溫度到了0℃就一定會結冰,也不是溫度到了100℃就一定會沸騰,如果是純度相當高的水在靜止的情況下被冷卻或加熱,就可能形成低於0℃或高於100℃的水。這時只需要一個“破局者”,就可以讓壓抑已久的水分子“揭竿而起、一呼百應”,可以是一個擾動,也可以是一個異物,都可以打破這種“萬馬齊喑”的狀態。

那麼自然,一滴油也可以,杯中的水會立即進入暴沸狀態,對吃瓜群眾生成巨大殺傷。

你問我如何製作一杯過熱水?用微波爐呀,水一定要純淨,杯子一定要乾淨,還有就是……你的保險一定要買夠了。

第二個方案是要複製水炸油鍋中發生的事情,只不過是將油替換成水,將水滴替換成一種特殊的物質,由上面的分析我們知道此物質需要滿足三個條件:

  1. 與水不相溶
  2. 密度大於水
  3. 沸點低於水

真的有這樣的物質嗎?

還真有!鹵代烴家族中就可以找到,我們以氟代烴為例,這是一種用氟原子替換掉烷烴中的氫原子產生的化學物,它們既不溶於水也不溶於油,還擁有相當大的密度。

最妙的氟代烴家族的沸點從四氟甲烷的-128.1℃到特氟龍(聚四氟乙烯,可以看作n碳氟代烴)的327℃ 都有分佈,於是我找了幾個合適的成員:

全氟正戊烷,密度1.63 g / mL,沸點28°C

全氟正己烷,密度1.69 g / mL,沸點56°C

全氟正庚烷,密度1.71 g / mL,沸點83°C

這些都是滾入沸水中即炸鍋的液體,雖然我還沒有試過,但是應該八九不離十,保險買夠了的童鞋可以試一試。

我是酋知魚,一條悶聲作大死的科學作者,歡迎關注!


酋知魚


燒滾的水滴入油和燒滾的油滴入水後產生這個炸與不炸的後果,最主要的原因就是因為水和油的沸點不同。

水的沸點是100℃,當水加熱到100℃時,會從液體變成氣體,成為水蒸氣。水蒸汽要蒸發,鍋內容不下它,肯定它發發爆脾氣啦!

油的沸點一般都在200℃以上,加熱後的油即使沒有達到沸點,也早已超過了100℃。


這時,當一滴水落進了熱油鍋裡,水滴的溫度立刻升到沸點,變成水蒸氣。

從液體變為水蒸氣體後,水蒸氣的體積是水體積的1000多倍,這個體積變化的過程很快。同時水蒸氣的密度比油小,必然要上升躍出油麵,因此引起了劇烈的振動,發出了響聲和爆炸,並且濺起了油花。


為避免出現這種油濺傷人現象的發生,我們必須注意以下:

油滴和水滴混合在熱鍋裡,會飛濺,因此往鍋里加油之前,最好先把鍋燒熱,燒乾鍋壁的水分,如果加的油比較多,可以在冷鍋的情況下加油後再燒鍋,不會出現油滴飛濺。

對於經常有糊鍋歷史的炒鍋,或是鍋壁比較粗糙的鐵鍋,為了減少和防止粘鍋和糊鍋,在煎炸之前,可以先燒熱鍋,然後用油對鍋壁反覆澆幾遍,或是用肥肉來回擦鍋壁幾遍,最後再添油起鍋烹炸。

烹製油炸品之前,先把食品瀝乾水,然後在冷鍋裡泡一下油再撈起來,然後再燒開油鍋把食品倒進油鍋裡,這樣能防止下鍋時油滴飛濺,也防止粘鍋。

我們天天在家炒菜,這種現像經常發生,


有一次我忘記關開關了,鍋裡有油著起了火,慌忙之中倒了一點水,水油滴砰、砰、砰之聲四處飛濺。所以必須注意不手忙腳亂,遇事不慌才能避免這種油濺傷人的事發生!


優活人生之優曇缽花


有兩個原因:(1)水的密度大於有的密度;(2)水的沸點低於有的沸點。

根據物體的浮沉條件,因為水的密度大於油的密度,水滴入油中下沉,油滴入水中浮在水面上。又因為水的沸點低於有的沸點, 當水滴入沸騰的油中時,水滴在下沉過程中會很快達到沸點而沸騰,體積急劇膨脹,將周圍的油迅速推開,甚至從油鍋中飛濺出去,並引起空氣的劇烈振動,發出噼啪的聲音。油滴入沸水中,只是使浮在水面上的油溫度升高到水的沸點,不過加快油的蒸發而已,不會因此出現劇烈的變化。

與此很相似的是,稀釋濃硫酸時,應將硫酸沿玻璃壁(或沿著玻璃棒)慢慢注入水中,並不斷攪動,而不能將水倒入硫酸中,否則,也會出現炸裂將硫酸飛濺出來。這是因為稀釋濃硫酸會放熱,當將硫酸注入水中時,硫酸的密度大於水的密度,硫酸在水中下沉,將稀釋時產生的熱及時散失到水中,不致使局部溫度上升過快。如果將水倒入硫酸中,水浮在表面,大量的熱會使水的溫度很快達到沸點而沸騰,體積急劇膨脹,使硫酸飛濺出來。


甜甜向上314159


解釋這個問題主要分2點:

第一點,密度問題,水的密度大於油的密度,油的密度0.8g/cm³,水1.00.8g/cm³;水滴在油裡是沉下去的,而油滴在水裡是浮在水面上的!

但在本問題中,這不是主要原因!!!

第二點沸點不同,這才是解釋本問題的主要原因。

水沸點:100℃;

食用油的沸點一般都在200℃以上。

油在100℃的時候,外觀上不會有什麼變化,只是比較熱而已。說以當油滴在水裡,只是油變成了100℃,不會發生外觀上的變化,就會老實的飄在水上。

水在100℃的時候,是沸騰的,只要在超過100℃就會直接氣化,也就是水直接變成水蒸氣了。那麼,水滴在滾熱的油裡(油翻滾約200℃),水的溫度會直接超過100℃,瞬間變成水蒸氣向四周擴散,液體變成氣體的瞬間體積膨脹會達到上百倍甚至更大,會對周圍的油有巨大的衝擊力,油被吹起來就形成了“爆炸”的效果。




國際糖尿病


很高興回答你的問題!

解釋這個問題主要分2點:

【1】密度問題,水的密度大於油的密度,油的密度0.8g/cm³,水1.00.8g/cm³;水滴在油裡是沉下去的,而油滴在水裡是浮在水面上的!

但在本問題中,這不是主要原因!!!

【2】沸點不同,這才是解釋本問題的主要原因。

水沸點:100℃;食用油的沸點一般都在200℃以上。

【2.1】油在100℃的時候,外觀上不會有什麼變化,只是比較熱而已。說以當油滴在水裡,只是油變成了100℃,不會發生外觀上的變化,就會老實的飄在水上。

【2.2】水在100℃的時候,是沸騰的,只要在超過100℃就會直接氣化,也就是水直接變成水蒸氣了。那麼,水滴在滾熱的油裡(油翻滾約200℃),水的溫度會直接超過100℃,瞬間變成水蒸氣向四周擴散,液體變成氣體的瞬間體積膨脹會達到上百倍甚至更大,會對周圍的油有巨大的衝擊力,油被吹起來就形成了“爆炸”的效果。


長風科普課堂


因為水的沸點只在一百攝氏度,而滾燙的油會到二百多度,所以一滴水掉入滾燙的油中會被瞬間氣化,氣化瞬間膨脹的結果就是爆炸。而一滴油掉到開水中根本達不到油的沸點,不會氣化。


風雲之海


這個問題雖然是生活常見問題,但卻是個物理問題。首先是水和油的比重不同,水比油的比重大,這就是說水滴到油裡會下沉,另外水和油的沸點也不同,我們都知道水的沸點在標準大氣壓下是100℃,而大豆油在同樣條件下沸點是257℃,根據這些物理特點,燒滾的水滴入一滴油,油就附在水面上,油沸點高,達不到汽化成度,因此不會炸。反之,在燒滾的油上滴入一滴水,水沉到油表面以下,水會被油的高溫迅速加熱,達到沸點,就迅速汽化膨脹,使上層的油炸了。希望我的回答你能看懂且滿意。


籽銥奶奶


這樣的情況說起來也是一個簡單的物理變化,就是高溫的油導入水裡,只要是量不大的話是不會有什麼動靜的,原因就是油掉入水裡溫度很快就會被水對流,如果油太多就不是這樣的情況了,還有油的密度較水要小,它基本那是就是在水面上漂浮,所以也不會起爆,反之,水由於密度大於油,在高溫的油鍋裡掉入,要往下沉,這個過程一邊是由於高溫水會馬上變成蒸汽,另一方面水由於密度下層,相同體積的水比油重些,水滴入油中會迅速沉向油鍋底部,這時水滴在高溫下會急劇汽化變成水蒸氣,水蒸氣在熱油中體積膨脹上升,由於氣泡內壓力較大導致氣泡在油麵爆破裂開,濺起油花,所以會聽到爆裂的聲音。


餘生樂


這是個溫差能量問題。開水雖只有一百度,在一滴油麵前它量多,油滴進去能量微小便不會炸。而燒開的油溫度大約是18O度左右,水滴進去,巨大的溫差便產生巨大的能量,所以會炸。


閒人愚見


你好這個是一道生活小常識,因為油的溫度可以達到200多度,沸騰起來的油溫度極高,而水的沸騰點是100攝氏度,當水滴入沸騰的油鍋中的時候,因為溫度太高而發生劇烈的汽化,因為水分的太多而氣化產生的巨大的熱量消散不開的同時就會產生了爆炸的效果。

所以說這是一個很危險的現象當大量的水遇到沸騰的油,在時候出現的危害是很大的所以無論是在做飯或者是在做實驗的時候,請注意這一點,避免發生危險。


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