syphon系透过加热下壶 使下壶中的水上升到上壶 关於这步骤的原理 最常见的说法是 空气受热膨胀 把水挤上去 我并不能接受这个说法 空气的确会受热膨胀 但单靠空气的受热膨胀是?对无法让水上升到我们所见到的程度 让我们代一下高中万用的理想气体方程式吧 PV=nRT P=压力(atm) V=体积(L) n=莫耳数(mol) R=常数 T=温度(K) 先把问题简化一些 视P,n没有变化 和R化成一个常数 V=cT 体积会和温度成正比 而且是绝对温度 假设从25度加热到100度 373.15/298.15=1.2516 单靠这个假设下的加热 下壶的气体仅仅会膨胀四分之一而已 (以下两段拉七拉八的论述可跳过 直接看结论...) 现在让我们再来精确一点的讨论一下刚刚省略掉的压力和莫耳数吧 随着水柱的升高 同时表示着下壶内压力的增加 从趋势上来看 压力的增加会降低体绩的膨胀 不过从数字上来看 假设水柱高20公分 1大气压1033.6公分 只增加了约2% 忽略掉它是可以接受的 关於莫耳数 分三小点来说 其一 很直觉的 加热会有水蒸气 所以气体量增加 但我们现在是讨论空气受热膨胀 怎能把这些额外增加的水蒸气一起计算呢？ 事实上 我认为这些水蒸气才是真正的主因 如果认为空气受热膨胀是主因的话 这些水蒸气很理所当然地可以当作少到忽略吧 其二 当下壶水面近於通往上壶的管口时 会有气体顺着跑出去 这部分造成的气体减少 会随着时间拉长而增加 也因此并不能给一个大概减少的量 我们不妨假设有一个时间停止器 就把时间停在气体冒出去前的瞬间吧 其三 水温的增高 会造成水的空气溶解度降低 也就是原本一些溶在水中的空气会释放出来 这些空气的量我并没有概念 只能假设并不多而忽略 以上的结论是 扣除增加的水蒸气 空气膨胀的程度大概是1.25倍而已 接着我要更大胆的说 增加的水蒸气的影响 远大於空气的膨胀 这个大胆的说法 来自我对syphon的印象直觉 无论下壶有多少水 水跑到上壶的极限就是 下壶水面至上壶通水管处 也就是 无论下壶有80%的空气 还是50%的空气 还是30%的空气 最後剩下的水都是一样多 如果说空气是主导水上升的主力 越多空气反而上升的水越少？ 所以我认为 造成syphon水上升的主因 是由於温度上升 所造成的蒸气压上升 下篇待续 --

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