“噢噢噢噢!好深奥啊!”宁倾城听得入神,更是忍不住皱起了眉头。
叶千帆见状,脸上的笑意顿时更深了。
“呵呵呵!不算深奥,其实需要强调的是,物质只有一种气相,但并非一定只有一种固相或液相。”
“比如金刚石和石墨都是碳的固相,但其物理化学性质完全不同,是两种不同的固相。”
“而石墨变成金刚石的过程也是一种固到固的相变。再者,水和冰的关系也类似,水有一种液态,而冰有七种固相,这些固到固转变和固到液的转变,其实也是相变。”
说到这儿的时候,叶千帆又瞥了一眼宁倾城道:
“还有什么不明白的吗?”
“有!”宁倾城像个小孩子一般地高高举手道:
“千帆,那相变蓄热又是什么?”
“关于这个问题嘛……”叶千帆摸了摸下巴,这才接着解释道:
“类似冰融化和水沸腾,在相变的过程中往往需要环境为其供给或移除大量的热量,这一特点是相变材料能被用作储热材料的关键。”
“这样,我们仍然以常温常压下的水为例:在100℃之前,我们给水加热,温度会逐渐上升。但是到达100℃时,水会发生沸腾现象,温度一直保持在100度,直到全部变成气态。”
“当水全部变成气态后,继续给水蒸气加热,温度会继续上升。”
“到了这种时候,我们就可以发现,随着温度的上升,在发生相变的同时,水到水蒸气的这个体系的温度,得以在相当大的储能范围内保持不变。”
“换言之,它可以在恒定的温度范围内吸收或者放出大量的热量,这就是相变蓄热的基本原理。”
“啊!那我明白了!!”听叶千帆说到这儿,宁倾城又眼神一亮,她拍了拍脑门道:
“你的意思是说……有了相变蓄热,我们就相当于有了一个热能‘银行’——高温时将过剩的热量储存进去,维持系统的凉爽;低温时再将热量放出,维持系统的温暖。”
“是不是这个意思呢?”
“嗯嗯,你理解得很透彻!”叶千帆赞同地点了点头。
“在这个过程中,只要保持热量的吞吐始终在相变蓄热的承受范围内,系统的温度就会同水沸腾的过程一样,始终维持不变。”
“更美妙的是,不同物质的相变温度是不同的。”
“我们可以选择合适的材料,使得这个相变储热的过程维持在一个特定的温度下。”
“而且你知道吗?”
叶千帆一边说着,一边又继续朝宁倾城科普了起来。
“除了水之外,典型的相变材料还有如下几类……”
“就好比无机盐类,或者水合无机盐类。”
“这类材料的工作范围非常宽,是较为常用的相变蓄热材料,较高的铝硅盐类的熔化温度约为600℃,一般用于高温领域。”
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