其实水蒸气现象只是一个简单的“云”生成和消散的过程。
不同温度下,水汽在空气中的含量都有个饱和阈值,温度越高水汽在空气中的含量越高,温度越低,水在空气中的含量越低。
我们把一定温度中空气达到的最大水汽含量,称为该温度下空气饱和湿度。
水蒸气
当高温度下饱和湿度的空气遇冷,那多余的水就会析出成为小水滴悬浮在空气中,温度持续下降,析出的小水滴就会越来越多,小水滴互相融合成为较大的水滴,降雨就是这种原理下的自然现象。
当空气中的相对湿度较低时,水蒸气就会在生成的同时快速的消散到周围的空气中,和云聚云散一个道理。
水蒸气的聚散和云聚云散一个道理
通常见到的水蒸气,是水在烧开了,高温水汽溢出遇冷凝结成肉眼可见小水滴。
我们烧开水时冒出的水蒸气,一般情况下是100℃的水蒸气。
过热水蒸气是什么?顾名思义,过热水蒸气,就是水蒸气温度高于100℃时的水蒸气,这种水蒸气是什么状况下产生的?
产生过热水蒸气的原因有加温和加压、蒸笼三种方式。
其中加温就是通过提高烧开水的功率,使开水的蒸发无法及时的带走开水的热量,开水处于短时间超过100℃的状态,它蒸发出来的水蒸气由于本身水温就超过100℃,所以水蒸气的温度也在短时间里高于100℃。
其次就是加压的方式,我们传统的煮饭神器——压力锅的就可以使锅里的水烧开的温度高于一百度,其释放的水蒸气也属于过热水蒸气。
高压锅可以产生过热水蒸气
在高原地区由于气压小,所以水烧开的温度低于100℃,煮饭时需要更多的燃料耗费,这时压力锅就能派上用场,可以很方便就能煮熟饭菜。
最后就是通过蒸笼把水蒸气和外界相对隔离,通过对水的持续加热蒸发出水蒸气,使蒸笼里的水蒸气无法及时释放热量,所以蒸笼里的水蒸气是过热水蒸气。
有一种更笼统的说法就是,在100℃饱和湿度的水蒸气里继续强行注入热量和水蒸气,使空间中的水汽湿度大于100℃时的饱和湿度,那么自然而然,水蒸气的温度也必须大于100℃,其空间才能容纳更多的水分子。这就是过热水蒸气。
蒸笼可以产生过热水蒸气
过热水蒸气有个特点,就是它不需要低于100℃冷凝,它能在100℃以上就冷凝成小水滴。所以它的热传导能力是极强大的,能快速的把过热水蒸气里的物件(例如食材)加热到100℃以上,从而实现快速烹饪。
其实在过热水蒸气的冷凝过程中夹杂着多种变化,有大冷凝水滴接收来自其它水分子释放的冷凝热,重新蒸发,有小冷凝水滴相互碰撞释放冷凝热凝结成更大冷凝水滴的过程。
所以在过热水蒸气的冷凝过程,是一个复杂的,多进程的过程。如果持续加热过热水蒸气,最终它们会形成一个水滴大小差不多的均态,水蒸气里的冷凝和重蒸发形成一个平衡状态。温度也达到一个恒定值。
我们传统的蒸煮食材方式,就是采用过热水蒸气超高速率热传导能力来实现的。