一个铁球里面装水,是密封的,水的沸点是100度,这个铁球能烧超过100176;吗

1、一个铁球里面装水，是密封的，水的沸点是100度，这个铁球能烧超过100176;吗？一个铁球里面装水，是密封的，水的沸点是100度，这个铁球能烧超过100吗？前提是铁球不会炸裂，水不会蒸发。|答：当然会的超过100，因为里面压力在增加，所以水的沸点会跟着增大，高压锅就是利用这个原理制成的。如果这样的话，这个问题就太简单了，我来扩充以下，题目改为：一个装满水的密封铁球，初始压力常压，然后我们给铁球无限加热，里面的水会发生什么变化呢?有人说，装满水的铁球如何密封啊？这还不简单，一个内空铁球，留一个针眼小孔，然后用中空针管把水注入，再焊死这个孔就行，一切就绪，我们开始对铁球加热。1、刚开始就是一个“高

2、压锅”嘛，因为体积限制了水的蒸发，所以水只能以增加压力的方式，来增加内能，温度也会越来越高。2、加热几分钟后，水温到了100，那么超过100后，水会蒸发吗？这时候，我们需要把水的三相图（横坐标温度，纵坐标压力）拿出来。是不是有点复杂，不要紧，听我分析就行！随着温度继续增加，部分液态水的蒸发使得压力增加，然后压力增加又反过来，使得这部分水蒸汽冷凝成液态水，这是一个动态的过程，最终结果是压力随着温度的增加而增加。3、因为我们限制了里面的体积，所以随着温度的增加，压力会越来越大，内部的动态平衡也会越来越剧烈，图中本应还有条等密度线（专业名称叫做比体积）。严格地说，铁球内部的变化过程是沿着等密度线的，

3、但是饱和蒸气线附近的密度变化不大，加上铁球也会热胀冷缩，所以图中的蓝线，我们就可近似地看作变化曲线。蓝线就是气液分界线，每一个温度对应一个压力，然后里面的水沿着箭头一直爬啊爬。4、直到达到临界温度Tc=374.2。这叫做水的临界温度，一旦超过这个温度，水就变成了超临界水，此时压力是22MPa（220个大气压），此后无论压力如何增加，都不会使水变成液态水，因为这时候的水已经没有液态和气态的区别了，所以叫做超临界水。5、假如我们还继续给铁球加热，那么里面的超临界水，就会沿着等比体积线上升，压力也继续增长。直到铁球支撑不住压力爆炸，或者铁球融化为止（铁的熔点1535）。以上就是对装满水的铁球加热，做

4、的定性分析，有点类似火电厂的超临界机组中，水蒸气的经历过程！好啦！我的答案就到这里，喜欢我们答案的读者朋友，记得点击关注我们艾伯史密斯！这一模型和核电站一回路模型很相似，只不过核电站一回路是内部发热，加热里面的水，而本问题是使用外源来加热。一回路是核电站的核心，其边界由反应堆压力容器，一回路主管道，主泵，稳压器以及蒸汽发生器的一次侧组成，堆芯压力容器内有核燃料，就是整个核电站机组的热点来源。一回路启动加热的过程就是个密闭容器加热的过程。温度达到热态在280摄氏度以上，所以100摄氏度没有问题的。一心想研究核物理为国家国防事业做贡献，年少无知的我报了核物理专业，现在没能为国家国防事业做贡献，如你

5、的话说在烧铁球，只不过用的是核能。当铁球被充满水的状态下，一直加热，随着温度的升高，水中气体溶解度会下降析出，水也会膨胀，但是由于受到铁球壁的束缚，压力会一直升高，水即使达到100摄氏度也不会沸腾，100摄氏度是标准大气压下水的沸点，根据热工水力知识，水能以液态存在的最高温度是374.15，此时的压力当压力达到225个大气压，也就是22.13兆帕，这个温度被称为临界温度，这时即使压力再大，沸点也不能再高了。因为此时饱和蒸汽和饱和水的比重相同，两种状态没有任何区别了。如果铁球里面水没有装满，且强度足够大，蒸发全部变为蒸汽后，温度会继续上升变成过热蒸汽，此时蒸汽性质和气体完全一样了。继续加热会突破

6、外壳铁球的强度。核电站目前压力一般为15.7兆帕左右，对应的饱和温度是346摄氏度，一回路冷却剂温度320摄氏度，过冷度大约26度，防止一回路发生沸腾影响向二回路传热。很容易的，这里我们姑且认为所给条件是铁球机械强度无限，要求球内存在液态水并且水温超过100摄氏度。这时候就要请出水的三相图了，它依据实际实验结果绘制，表明了在各种温度压强条件下能够稳定存在的水的状态。那么我们看这幅图，图中绿色部分代表液态水能够稳定存在的区域。绿色部分向左倾斜的左边界代表了水在不同压强下的冰点，大概在200Mpa以下水结冰会体积膨胀，因此随压强增大熔点降低。而在更高的压强下稳定的固态冰体积比液态水小，因此熔点随压

7、强增加，体现为上边界的倾斜上升。而对这个问题更有意义的是水的沸点变化，这取决于绿色液态水区域的下边界。当压强增加时，水更难蒸发因而沸点升高，这体现为下边界向上倾斜。从图中可知绿色的液态水区域分布在从218K到647K的广大范围，只要气压超过一个大气压就可以让液态水的温度超过100摄氏度（373.15K）并且稳定存在。最极端的情况下，温度为647.29K（375.85摄氏度）时，只要有超过22.064MPa的压强水依然可以保持液态。继续加温的话，水会变为兼具气液性质的超临界流体充满空间，而不再是纯粹的液态水了。这一变化在图上表现为绿色区域的右边界。作为结论，只要密封铁球的耐压超过一个大气压(10

8、1.325kPa),就可以将其中的液态水加热到超过100摄氏度。这种方法得到的液态水温度极限在375摄氏度，此时内部压强最低为22.064MPa。实际上高压锅炉等蒸汽设备由于需要产生超过一个大气压的高压蒸汽，内部的液态水温度通常都是超过常压下沸点的。一般的高压锅内部压力在两个大气压以下，即使如此也能将水的沸点提高到110摄氏度左右，提高蒸煮食物的效果。看着这个问题，脑子里闪过小学自然课用纸折成的盒子烧开水的试验。用纸折成盒子状，盒子盛水在酒精灯上烧，由于热传导，纸的热量传给水，而自然大气压下水的沸点为100左右，纸的温度也不会超过110左右。这个温度低于纸的着火点183，所以纸张不会燃烧。而如

9、果纸盒和水的接触不充分，热量没有及时传导，纸盒也有可能点燃的。而在这个问题里，也有类似的思路。同样是容器盛水，只不过是用铁球。如果没装水直接用火烤它的话，铁的熔点高达1535，铁球肯定能超过100。但如果装水呢？一个标准大气压情况下100时水会沸腾，从而变成水蒸气，如果不考虑球内压强的变化，即球内水沸腾的温度维持在100，类似前面说的纸盒烧水的实验，铁球内外壁的温度会有一定的温度差，从而实现温度从高的物体传向低的物体，因此铁球内壁温度接近水温即100，而外壁的温度则要略高，在这个情况下，铁球也能烧超过100。而在这种情况下，烧的时间足够长的话水会全部变成水蒸气，这种情况下气体会吸收热量膨胀，没

10、有了水的限制，铁球的温度也就会越来越高。刚刚我们做了假设，不考虑球内的气压变化，这显然不符合实际情况。如果密封的铁球比较抽象，可以用高压锅作为参考。高压锅采用密封圈将锅盖和锅身进行密封，水在锅内沸腾形成水蒸气，水蒸气在密闭的空间越来越多，压强也就越来越大。而水的沸点与压强密切相关，压强超过1个标准大气压时，水的沸点也就相应提高。所以在此时，铁球内的水温本身已经超过100，自然的铁球也一定会烧超过100。当然可以超过100度，这个答案是肯定的。你可以看看高压锅，就会知道你提的这个问题相当于在问高压锅原理是什么。铁球里面装满水，密封起来以后，当我们用火烧这个铁球，铁球内部的水会蒸发形成水蒸气。在这

11、个过程中，水蒸气不断产生会导致铁球内部的气压增加，随着气压的增加，当气压超过一个标准大气压的时候，水的沸点就很容易超过100度，这就是高压锅的原理。在生活中，大家可能注意到了，高压锅烧出来的骨头汤更酥软，这就是因为高压锅里面的气压比一个大气压要高，烧的时间长了以后，高压锅里面的水的温度超过了100度，骨头吸收的热量更多，所以骨头更加酥软。在你提的问题中，你假设铁球不会爆炸，那么只要你一直在烧火，铁球内部的温度会不断上升，上升的过程中，铁球内部水的温度也会从超过100度，可能达到110度，或者120度这个过程在什么时候会停下来？一种可能是铁球被烧融化了，另外一种可能就是铁球爆炸了。还有一种可能是

12、如果水比较少，那么当水全部被烧得变成水蒸气以后，水蒸气的温度会变得远远高于100度。所以我们在烧米饭的时候，当我们打开锅盖去盛饭的时候，要格外小心，因为一开始冒出来的水蒸气的温度是高于100度的，更容易把人烫伤。在这里我们需要掌握的物理学的知识点就是：气压越高，水的沸点就越高。反过来说就是：气压越低，水的沸点就越低。因此如果你去西藏，那里是高原，气压比一个标准大气压低，你最好用高压锅烧饭，才更容易熟。可以的。我们需要先了解一下，水在标准大气压下，为什么沸点是100？首先，按照我们平时的认知，水沸腾之时，气泡急速产生，同时也快速释放出来。而且气泡是从水内部产生的，与普通的蒸发不同，蒸发只是水表面

13、的行为。这些气泡中包含的不是空气，而是水蒸气。所以在一些教科书中，称沸腾为剧烈的蒸发。我们知道，气泡要能存在，其内部的压强，要能够抵抗外部的压强，否则气泡就会缩小。然而按照平时的经验，在压缩气球的时候，其内部压强也会随之增加，是否气泡会缩小到一个平衡点呢？答案是不会。因为这里的情况与气球不同。气球在压缩的时候，内部的气体总量是不变的。而水中的蒸汽泡却不然，其中的气体总量是会变化的，而不变的，则是压强，即饱和蒸气压。当蒸汽压强高于饱和蒸气压的时候，蒸汽就会冷凝，重新变为液态水。低于饱和蒸气压的时候，则会蒸发。故在总体上，总能保持稳定的压强。所以回到开始的问题，水被加热的时候，要保持一个稳定的温度

14、，就需要快速、大量地散热，就必须要能产生可以上浮的气泡，进而气泡中的饱和蒸气压就必须要能抵抗大气压。实验表明，在100摄氏度的时候，水的饱和蒸汽压等于标准大气压，这个时候，水就会大量地产生气泡散热，即沸腾。如若在铁球之中，则不一样。假设其中一开始没有掺入空气，那么水的压力则完全是球壁提供的，可以想象，其能提供的压强非常高，而水也总是无法有效地散热，也就完全能够达到很高的温度。首先告诉你答案，这个铁球能烧到他自己熔化掉的熔点1538摄氏度。熔点1538、沸点2750，能溶于强酸和中强酸，不溶于水。而且从0摄氏度到1538摄氏度的过程中，铁和水还会发生剧烈的化学反应：3Fe+4H20=条件（高温）

15、=Fe3O4+4H2；这是一个可逆反应，氢气在高温下还会不断的还原四氧化三铁。在高温下，铁和水反应生成四氧化三铁（磁铁）和氢气。如果水不够多，那么在烧熔化前，球内剩下的是氢气和水的混合物。我们假设铁球不会炸裂，而且水足量，不会被反应完。我们说水的沸点是100摄氏度，有一个前提条件：在一个标准大气压下。如果在小于一个标准大气压，水的沸点就低于100摄氏度，比如在西藏高原上，如果不用高压锅，煮出来的东西你总会吃着没煮熟，因为在高原上，不到100摄氏度水就沸腾了。如果大气压过高，水的沸点会超过100摄氏度，比如在深海海底的火山口附近，水的温度能够达到400摄氏度，而且这个地方还有生物存活。因此，当铁

16、球内的水达到100摄氏度后，由于铁球的限制，水的温度还会继续上升。但是高温的水，一定会使得铁球体积膨胀，在如此高的气压之下，要保持水分子不从铁原子间隙渗透出来也很困难，这需要很厚很厚的铁球。注意安全的是，当铁球被烧熔化的那一刻，里面1538摄氏度的水一定会瞬间膨胀汽化，像一颗爆炸的炸弹，到时候熔化的高温铁水和高温的水蒸气，会扩散开来，其速度甚至会高于子弹，在它附近的所有人都会被烧着击穿。所以，这个实验过程是相当的危险的前提说了，铁球不会爆炸，水不会蒸发，再说水的沸点问题，水的沸点只有在一个标准大气压下沸点才是100摄氏度，随着压力增大，水的沸点会随之变化。题中密闭空间装满水，之后加热，水受热会

17、膨胀，而无膨胀空间，就会变成水的内压，4摄氏度以上，水的密度随着温度增加而降低，可以理解为随着温度增加水的体积一直再变大，可现实空间固定，无论你怎么加热，水的体积都没有变大，这样加热下去水会一直处在过热水状态，并不会生成水蒸气，只有提供空间让过热水把能量释放出来才会形成汽水饱和状态。过热水一直加热下去，压力及温度会急剧增大，水分子越来越活跃，运动越来越剧烈，当达到足够的压力和温度，水分子会变得不稳定，电离化就会发生，发展下去，空间里最后完全没有水了，而变成原子在空间内剧烈运动，继续加热加压，原子也变得不稳定，电子与质子结合形成中子，整个空间形成塌陷，压力消失，空间内物质全部塌陷成中子，空间压力

18、接近真空，也就是负的大气压。再进行加热不会对空间产生任何影响，因为真空不在导热以上只是针对命题进行假设，现实中这样的铁球并无法实现对于这个问题，从一般的物理上讲，我们都知道都知道大气压强越大，水的沸点越高。青藏高原用非高压锅煮饭是煮不熟的就是一个例证，讲的是由于当地大气压低水的沸点低。其实这对于一个一定厚度的铁容器装水也一样，在一定内外压强差下受铁容器自身强度的支撑，只要不超过应力值极限铁球是不会炸的，而且即算在装水之前是绝对真空且水没装满，由于水在常温下也会气化，实际在注入水后就会产生一个压力环境那么水就会有一个沸点。加热容器水沸腾气化，内部压力增大，沸点上升而这个时候水分子内能增大，温度上

19、升，只要达到一个大气压以上水温一般就会超过100自然也就达到题目要求。至于详细的水变化情况，如是先达到一个大气压水再达到100还是水达到100再达到一个大气压也就不分析了。这里改变一个条件，绝对真空下，如果用一个浮空的不会开裂的绝对的容器（就是不考虑容器材质熔点和极限应力）密封装水，不装满水，然后一直加热容器，若水不分解，容器体会不会一直升温。先简单分析一下，一个绝对容器在外界条件下加热，不存在热传导与传递，也就是说，没有了物质媒介，从能量守恒上来讲是会升温。下面先把装有水的绝对容器称为绝对体吧。根据我们一般生活中的经验，刚开始绝对体传入的能量变成其内能，也就是能量增加，但是不是就真会就是这样

20、呢。实际上任何物体都存在辐射，就意味着有能的传出。也就是说绝对体会存在能的传入和传出。让我们联系一下我们平时生活中使用的白炽灯，我们知道同一个白炽灯，输入电压越大，功率越大，白炽灯灯丝温度越高，亮度也就越大，而光也是一种辐射。也就是说温度越大辐射越强。我们也知道功率不变，白炽灯灯丝温度是趋于稳定的。那么，给容器体传入的能速率不变，应该来说容器体最后会达到一个稳定的温度值。总的来说，辐射的速率会与变化后的金属球的各种性质（主要还是温度）有关，温度越高，辐射越大。所以，会不会升温还要看能的传入速率与变化后容器体各种性质所对应的辐射速率。我们发现大自然总是存在一些现象，使得许多东西处在一个“调和”状

21、态。既然辐射速率与容器体内能有关，那么如果一直加快能的传入，最后是不是有一个辐射速率的骤增来影响容器体的内能增加，也就难以分析了，自行理解吧。可以给一个思路，空气稀薄的外太空，太阳每天都在进行着氢氦原子的核聚变，产生大量的能量，但太阳总体温度变化幅度很小，要注意温度变化很小意味着核聚变速度平稳，而不是一下子裂变完，像指数爆发，那么是什么操纵着这个有条不紊的过程呢（裂变性质？温度？环境？或者太阳温度和裂变性质相互影响？似乎温度影响裂变性质更行得通）。而“目前人类所能利用的和已知发现的单位物体释放的能最多和速率最大就是聚变”（应该是这样），问题给出的条件是受实际限制的，连太阳聚变物受限于实际也不能

22、很快都聚变完成，而且即算都瞬间聚变完成，也无法提供一个无穷大速率的传入能。此外还受其他因素影响，是不是当温度达到一定，容器体会存在一个辐射速率的骤变，也无法从现实现象中获得解答（似乎在现有条件下也没有发现），如果真存在这种物理现象，在绝对条件下，容器体一直升温就不那么容易了。此外在这个过程中还会存在一些现象，升温后，受金属球内腔体积和水分子数量影响会存在一个气态分子和液态分子比例的变化，到一定温度下只剩下气态分子，如果刚开始注入的水占空腔比例很大，那么这个温度会很高。这些都会影响容器体的变化，但不是主要过程的考虑，因为金属球不会炸裂，可以一直视为一个整体，而且水分子的辐射与吸能本质上和其他物质相同，只是水分子的状态变化会对整体变化产生影响。当然实际上如果出现极高的温度可能会产生很多不可思议的物理现象，如电与磁。另外高温也会造成分子物质的分解，我又考虑了一下极大温度下辐射