水的沸点(水的沸点是什么意思)

2022-07-09 06:50:16 发布:网友投稿
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水的沸点(水的沸点是什么意思)

在日常生活中,我们都应该有煮白开水的经历,我们知道当温度达到100度时,水就会开始沸腾,即使继续加热,水的温度也不会继续上升。

那么你有没有想过水的沸点和哪些因素有关,有没有办法把水加热到100度以上?今天我们来讨论一下这个问题。

沸点的定义是什么?为什么水的沸点是100度?

沸点,顾名思义,是液体沸腾的温度。更准确地说,它是液体变成气体的温度。这个临界温度叫做沸点。有人可能会问,在常温下,水也会挥发成气体。

没错,但事实上,水的挥发是一种只发生在液体表面的现象,但肯定不会发生在液体内部。沸腾是所有液体(包括内部液体)剧烈蒸发的过程。所以我们看到的是内部液体也会蒸发,所以当水沸腾的时候,会不断产生气泡。

水的沸点是100度,这是大家最熟悉的基本常识,但其实这句话有一个隐含的前提条件,那就是在标准大气压(约101.325 kPa)下,纯水的沸点是100摄氏度(后来国际测温标准改变后,水的沸点变成了99.974摄氏度)。

然而在日常生活中,由于水的纯度不同,海拔高度不同,水的沸点并不完全是100摄氏度。当然,我们不需要每天纠结它的确切数值,只要知道开水大概是100摄氏度就可以了。

至于为什么水的沸点是100度,完全是我们人为规定的。

当时,为了找到一种适合日常使用的温标,科学家们将其置于大气压下。水的冻结温度定义为0摄氏度,水的沸腾温度定义为100摄氏度。然后,把它们之间的温差平均分成100份,每份是1摄氏度,所以水的沸点刚好是100摄氏度。

水的沸点与大气压的关系。

我们一直在强调,在标准大气压下,水的沸点是100度,那么沸点和大气压有什么关系呢?

先说大气压。众所周知,空气从大气到海平面的距离都是满的,空气也是有质量的,估计空气的密度在1.225 kg/m左右。

而且因为地球引力的存在,我们这些生活在地球表面的人,总会受到来自几个千千米空气体的压力(1个大气压相当于10吨的重量),而这个压力叫做大气压。

这个时候,我们再来考虑一下海拔。想象一下,你站得越高,空气体自然压在你身上就越少,我们受到的压力也就越小,所以我们通常说海拔越高,大气压越低。

我们煮开水的时候,里面的水蒸发产生气泡,气泡里面有一个向外的压力,叫做饱和蒸气压。气泡的外部受到大气的压力。当气泡内部的压力大于外部大气压时,液体就会沸腾。

前面我们提到,海拔越高,大气压力越小,所以我们可以得出这样一个结论:大气压力越高,水的沸点越高,反之,水的沸点越低。

这就是为什么在西藏等海拔4000米以上的地方,用高压锅煮饭是必须的,因为如果不用高压锅,水的温度只能达到80度以上,不可能煮饭,甚至不能杀菌。

如何把水的沸点提高到100度以上?

现在,每个人都应该知道如何将水(液体)加热到100度以上。我再简单描述一下。

在标准大气压下(海平面附近的大气压),水的沸点是100摄氏度。要想继续把沸点提高到100摄氏度以上,唯一的办法就是给供水增加外压,比如用高压锅烧水。

由于密封压力锅只有一个小出风口,当压力锅内的水蒸气不断产生时,出风口的气体散发率小于水蒸气的产生率,水蒸气会不断在国内积聚,从而锅内的压力会增加。

估计家里用的高压锅可以提高到2个大气压左右。这样,水的沸点就达到了120度左右。这样不仅做饭更快,还节省了油费。

超临界水:高达464℃!

如果不依靠人为的压力变化,也可以利用海水的力量。因为一个标准大气压在零高度,如果继续往下走,压力自然会更大。那海底的水沸点不是更高吗?

在热力学中,我们把一种物质以液体形式存在时的最高温度,或者反过来说,它以气体形式存在时的最高压力称为临界点。当液体的温度或压力超过这一点时,它将成为超临界流体。

这种超临界流体同时具有液体和气体的特性。它不仅能像气体一样放电,还能像液体一样具有流动性。那么自然界的超临界流体在哪里呢?

首先,它隐藏在海底3000米以上的海域,那里的气压高达300个大气压。海底会有很多活火山,有时会释放出大量的蒸汽和岩石碎片。这些海底活火山附近的海水将变成超临界流体,温度超过300度。

2008年,德国科学家在大西洋海底发现了高温海底温泉喷口。经过测量,这里的水温其实达到了464摄氏度,是人类发现的最高温度的水。

这种超临界水具有很强的氧化能力,可以溶解各种金属,以至于科学家根本无法用钻头从这里获取样品进行研究。目前,对超临界水形成的研究只能用计算机模拟。

最后总结一下。

水的沸点是指液体变成气体的临界温度,与火力大小无关。

大气压越强,水的沸点越高,所以可以采用增加外压的方法来提高水的沸点。

海底压力很大,海底活动火山口附近的水会变成超临界水,温度超过300度。

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