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“科学与美”

“科技摄影与物理影像”、“科学摄影”课程师生作品 - 科普摄影展

液氮产生的冷凝雾·宋洪晓
2025-12-17 19:01  

液氮产生的冷凝雾·宋洪晓

这张照片生动地捕捉了将液氮倒入容器时,周围空气瞬间遇冷而产生大量白色“烟雾”的壮观场景。画面中,一束银色的液氮从金属漏斗中倾泻而下,注入深色圆柱形容器内,随即腾起浓密的白色雾气,如云似雾般弥漫开来,仿佛在空气中掀起一场微型风暴。背景中模糊的人影与色彩鲜明的装置,更衬托出这股“冷雾”的神秘与震撼。

这一现象背后,是物理学中热力学与相变过程的经典体现,核心原理在于空气中的水蒸气遇冷迅速凝结成微小液滴,形成可见的冷凝雾

液氮是一种极低温液体,沸点约为-196℃,远低于常温。当它被倒入容器时,会迅速吸收周围环境的热量并发生剧烈汽化(由液态变为气态),这一过程称为蒸发吸热。由于温度骤降,容器周围空气中的水蒸气(原本以气态存在)迅速冷却至露点以下,无法维持气态,于是发生凝结——水分子聚集形成无数微小的液态水滴,悬浮于空气中,便形成了我们肉眼可见的“白雾”。

需要特别说明的是,这种“雾”并非液氮本身汽化产生的氮气(氮气无色且不可见),而是空气中水蒸气冷凝的结果。因此,如果在干燥环境中(如沙漠或低湿度地区)倒入液氮,这种“白雾”会显著减少甚至不明显。

此外,液氮的快速蒸发还伴随着强烈的对流效应:低温气体密度较高,向下沉降;而周围的暖空气则上升补充,形成局部气流扰动,进一步推动雾气扩散,营造出动态流动的视觉效果。

《液氮产生的冷凝雾》不仅是一场视觉盛宴,更是自然规律在极端条件下的直观展示。它揭示了温度、湿度与相变之间的紧密联系,也让我们在日常生活中得以窥见物理世界中那些看不见却真实存在的能量交换与物质转化。

这团“白雾”,是寒冷与空气的邂逅,也是科学与诗意的交融。


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