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水的蒸發

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大雨過后,低洼地積了一片水。那水洼面積挺大,但平均深度卻只有10cm左右。這么淺的水,也許不能保持很久吧?卻不然。它需要幾十天的時間,才能全部干涸。這是個有趣的問題。在自然界中水的保持,其實可能是一種,極普通的現象。

在人所感覺到舒適的環境中,水的蒸發速度,大約每天2~3mm。這時水的蒸發,表述為水的表面在每天,所蒸發掉的深度。水的蒸發速度,與空氣的干濕度、空氣的壓強和溫度等有關。而與水的表面積的大小,及表面的形狀等條件,可能沒有關系。當水的蒸發速度是3mm/日時,10cm深的水就需要30多天時間,才能完全蒸發掉。所以在一般情況下,水的自然蒸發速度,并不是很大的。

在干燥酷熱的沙漠中,水的蒸發速度可能很大。而在某些濕度較大的環境中,水的自然蒸發速度就可能接近于零。

水在冷凍狀態,也是能蒸發的。冰箱冷凍室中的冰塊兒,長期不用就會自然變小。這是冰塊兒的一種自然升華現象。冬天里,將洗了的衣服晾到室外,也能夠晾干。通常水的蒸發,與空氣的溫度和濕度有關。冬天里溫度雖低,但空氣的濕度一般較小,所以水仍然會蒸發或是升華(固體水)。

在自然界中,水的提供主要是來自于降水。雨、雪、凝露等。在一座高山的頂上,有一個自然形成的小石槽。里面常年積有一汪清水。就象是洗臉的臉盆一樣。這樣一點的水,為什么長期不干涸呢?可能是高山頂上,空氣濕度較大,水的蒸發量很小。還可能是夜間的凝露,在雨雪之外也在常年地,在為這小石槽中不斷地,提供著水的補給。在一些高山湖泊中,由于氣溫較低,凝霧現象確實可能是,雨雪之外的一種重要的水的補充方式。

如果沒有綠色植被的保護,在干旱的地區,地表的水就將大量地蒸發。于是形成以土石組成的荒漠,和以沙子組成的沙漠。地表的綠色植被,阻止了土壤水份的蒸發。綠色植物將陽光,吸收轉化為,作物生長的生物能量。這很有意思。陽光的能量被綠色植物吸收后,主要地不再轉化為熱,而是轉化為生物的能量。因為作物,不僅阻止了陽光,直接照射在地面上。而且干脆地就將其吸收,而不再轉化為熱了。因此綠色植被,對環境的影響,是舉足輕重的。它不僅減小了土壤水份的蒸發,而且也降低了周圍空氣的溫度。

在綠色植被的保護下,土壤中的水份不容易失去,空氣的溫度也相對地低些。想一想沒有綠色植物保護的荒漠和沙漠。陽光照射在地面上,就全部轉化為熱。地面的荒蕪和干渴就是可想而知的了。而與之相反,在綠色植被保護下,土壤水份不容易失去。氣候環境也因氣溫的偏低而得以改善。雨量充足、降水充沛,形成氣候的一種良性的循環。

水在自然狀態下的蒸發,是無聲無息的。而在熾烈的加熱的情況下,水的蒸發則表現為沸騰。將沸騰的水所產生的水蒸氣收集在容器中,發現它跟空氣一樣是無色透明的。它有一定的壓強,需要較高的溫度來維持。如果將加熱的溫度移去,水停止沸騰,容器中不再有水蒸氣的補充。于是水就將涌進容器,水蒸氣的體積就將迅速地減小。所以在一個密閉容器中,如果完全由水蒸氣來填充。則當溫度降低時,水氣就將迅速地凝結。容器中的水氣的壓強,也將迅速地降低。它將變成,里面只有很少量的液體水,和很稀薄的水蒸氣的,那樣的狀態。

在地球的環境中,水其實是無所不在的。在我們無時無刻不是,生活于其中的空氣中,也存在有大量的水。夜間在冰冷物體上凝結的露水,就是由空氣中產生出來的??諝庵泻写罅康乃魵?。有的地方較少,如比較干燥的環境。有的地方較多,如云霧之中。由云霧所產生的降水,有時會是很大。如象雨水,可能在很短的時間內,就形成滾々的洪水,造成破壞性的水災。自然界中的水,不斷地向空氣中蒸發。而空氣中的水氣,又不斷地以雨、雪等形式,從新降落到地面。這就促成了地球上,水的循環。水氣無所不在,它滋養著地球上萬物的生長。只要有水,荒漠可以變成良田。只要有水,沙漠也可以不再是生命的禁區。

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