水蒸氣是一種透明無色的氣體,因此肉眼無法看到。
您在第二個鏈接中的照片中看到的(部分)是condensed水蒸氣,即霧(或薄霧)。霧中包含細小的離散水滴,光線以隨機方向從其表面反彈,從而產生可見性。
相比之下,水蒸氣僅包含自由分子,太小而不能反射光,因此像大多數氣體一樣,看不見純淨的水蒸氣(沒有任何冷凝物)(某些氣體是透明的但有色的像氯氣)。
故障是由物理學中和通用語言中的蒸汽和蒸氣定義引起的。
水蒸氣和蒸汽的物理定義是水的氣相。用通俗的語言來說,就是“鍋上有白水,到那裡冷的時候就用溫水”。。
拿玻璃水壺放到爐子上,把水燒開。
您將看到底部的氣泡越來越多,而水量則消失了。這些氣泡僅包含水蒸氣。如果您達到整個體積的沸騰溫度,這些氣泡就會停止消失,並會在氣泡彈出的頂部運行。
您還將看到這些氣泡是無色的,而不是白色或灰色。這意味著它們充滿了(無形的)無色氣體-水蒸氣。
它們一旦彈出,蒸氣就會離開周圍的熱水,進入較冷的空氣,在那裡溶解直至達到飽和點,不再有水蒸氣可以溶解-從而凝結。在水壺上方形成“蒸汽”,在水壺外面形成霧和雲。它會凝結在其可能形成的任何界面上-蓋子,灰塵,水滴-並形成潮濕的空氣-水滴的混合物。這兩個階段都是無色的,但是由於折射的折射率不同,所以光線被散射在那裡,您可以看到白色(灰色)的蒸汽雲。
觀察水壺中產生的蒸汽,您會發現它消失了。這是由於高溫液滴到達不飽和空氣,再次蒸發並形成一種無色相-潮濕空氣引起的。
當(少量)液態水變成氣態時,氣泡形成,氣泡僅包含水。沒有氣體-裡面只有水蒸氣。當氣泡彈出時,氣泡中的蒸氣將釋放到稱為空氣的氣體混合物中,並在其中擴散(增加絕對濕度)。如果不是水而是液態氯,則氯氣會擴散(增加其在空氣中的濃度)。如果是乾冰塊,則二氧化碳氣體會釋放並溶解在空氣中。
當溫度低於露點(受濕度和壓力驅動)時,(過)飽和空氣中的水分會凝結。在開水的情況下,濕度會發生變化(增加),空氣中的水會凝結並形成白色不透明的蒸汽雲。如果是氯氣,您會看到黃色的透明雲。在乾冰的情況下,加熱模塊和蒸發二氧化碳所消耗的熱量導致周圍潮濕空氣的溫度降低。當溫度降到露點以下時,水會凝結,您會看到白色不透明的雲。
蒸汽雲是白色的,因為水不會吸收特定波長(顏色)的光。它是不透明的,因為有大量的圓形或隨機取向的小顆粒。因此,它們將光反射到隨機方向。由硫酸銅,$ CuSO_4 \ times5H_2O $組成的雲將是藍色的(由於選擇性的光吸收)和不透明的(由於光的散射)。
假設我們只有少量的熱水蒸氣,但周圍只有潮濕的冷空氣。
您將觀察到的內容很大程度上取決於溫度,壓力和體積。如果空氣濕度足夠低,水將溶解而沒有任何影響。如果濕度足夠大,水蒸氣和邊界附近的溫度可能會降到露點以下,並且由於過飽和狀態,蒸氣可能會凝結並釋放出另一種熱量(凝結焓)。這將形成可見的雲。然後,水滴在空氣中擴散,並可能蒸發(消耗的熱量與冷凝時釋放的熱量相同)或散發在其中。在這兩種情況下,其餘部分的雲都將變得難以區分。
您的問題在某種程度上是語言問題。自然語言非常不精確和模棱兩可。這是所有科學發展自己的術語的根本原因。
不幸的是,在這種情況下,梅里亞姆-韋伯斯特蒸氣表的四個含義中的兩個幾乎彼此相反。
具體:
Yes,您看到的白雲在日常語言中正在“蒸發”,因為每個成年人都願意指出一個三歲的孩子。這是 Merriam-Webster在 vapor:
條目中的第一個定義擴散的物質(如煙或霧)懸浮漂浮在空氣中並損害其透明度。
這種“蒸氣”是霧,就像雲一樣:微小的液體液滴懸浮在空中。
No,您所看到的在科學意義上顯然不是“蒸發”。從科學上講,蒸氣定義為
不同於液態或固態的氣態物質
是Merriam-Webster州的 vapor 的第二個定義。為了知道什麼是氣體,我們可以看一下它的 Wikipedia文章:
水蒸氣,即氣態水,因此由單個的水分子組成,由於它們的小尺寸,它們不會反射或(在此範圍內)不會明顯吸收或分散可見光。因為沸騰水之上的可見霧或云(在日常語言中被稱為“蒸氣”)由少量的 fluid (不是氣態!)水液滴組成,因此它們不是“蒸氣”。這種科學意義。矛盾的是,科學意義上的水蒸氣正是您看不到的圖片。純淨氣體可能由單個原子組成(例如,稀有氣體 氖),由一種原子(例如,氧)製成的元素分子, 或由各種原子(例如碳 二氧化碳)。
幾乎每種氣體都可以在一定溫度下冷凝成液體,幾乎每種液體都可以作為氣體“沸騰” ※ sup>。只是有些在高溫下經歷這種轉變,而另一些在低溫下經歷。
水的轉變點(在海平面壓力下)為100攝氏度,因此您大多會以液體形式體驗它。另一方面,氧氣在−183°C時沸騰,因此只有在使用特殊設備冷凝後才能看到液體。
但是在其沸點以下,水仍然會以相對少量的量蒸發到空氣中,直到在給定的溫度和壓力下達到“飽和點”為止。 (這是氣象學家在談論“濕度百分比”時所說的。)當水接近飽和點(接近“ 100%濕度”)時,它會在液體和氣體之間來回切換,因此微小的水滴會最終懸浮在空中。這些霧滴是您在霧氣,雲朵,茶壺產生的“蒸汽”等中看到的。
※我之所以說“非常多”,是因為某些材料在達到“沸點”之前可能會經歷某種化學轉化。
當水分子在理想環境下變成蒸氣時,肉眼看不見。 在凝結狀態下,分子通過彎曲原理反射光線,因此我們可以觀察到這種蒸汽凝結,如面紗煙霧效應