生活中的化学工程考题5：为什么大火烧开的水壶，把火管掉时壶上面倒有了水汽出现？

小时候家里都在冬天生炉子。炉子上的放水壶烧开水时，水烧开前和后，都用眼观察不到异常，可是关火以后，水壶上面有白汽出现。
这是为什么？

[AtKL]

把这个物理原理教给中学生，应该很容易激发他们对物理和热力学的兴趣。博主的文章很有启发性，谢谢。

[lcxml]

回复 '我爱丁二酸钠' 的评论 : 我很少来文学城，一来就乱回帖。抱歉。这个空气饱和度的确是应该用物理化学来解释。我不懂化学工程。本来想删掉，后来想想还是留着吧，作者都没删。或者有人和我犯一样的错误呢？正好一起纠正。

[我爱丁二酸钠]

回复 'lcxml' 的评论 :
谢谢您的点评。
我们化学工程专业的学生，有两门基本专业课《物理化学》和《化工原理》。
物理化学这门课，主要是讲各种平衡。
化工原理这门课，主要是讲在一定推动力下的传递。

[lcxml]

知识点：
初中物理，热传递的三种方式对流辐射传导，
大学物理，空气饱和度，压力，温度，体积的关系。
哎，看来小时候物理成绩好是真的，现在还没忘记光。我就很好奇，这么有趣的学科为什么大多数同学会觉得难还会不及格！可见人脑的构造，兴趣爱好真是太不一样了。

[我爱丁二酸钠]

生活中的化学工程考题5答案
用煤球炉用好、用现在的煤气炉用好、甚至电炉用好，烧水过程中，炉子肯定是热的，热空气密度小，所以炉子周遭的空气是向上有流动的，或大或小。这是其一。
其二，当壶里的水开始沸腾时，产生了大量的水蒸气，这当然取决于水的蒸发速度，当然了，一般讲这都不会太慢。你不信，看看把一壶水完全蒸发需要多长时间？

大量的水蒸气混入周围的一些相对热的空气中，又由于大量水蒸气的产生带来了周围大量空气的搅动、混合和上升，其净结果是没有一个部位的水蒸气变得过饱和，所以也就没有水雾出现。

但是，当你突然关掉火时，水蒸气快速蒸发一下子失去了动力（哪怕是炉子带有余热，铁和不锈钢的比热才是多少，而水的比热和蒸发潜热是多少），空气的快速涌过来并且快速上升就没有了。这时候，徐徐上升的水蒸气与从周围流过来的相对冷的空气相遇，其结果是空气兜不住这么多的水蒸气，产生过饱和，水雾就出现了。

你做这样一个简单实验：当水仍然在沸腾时，您用手试一试水壶上方半尺处的温度，这里的空气是透明的、烫手的；当你突然关火、发现这个半尺高处有水雾，您再试试这时这里的温度。两者相差多少？