在日常生活中,我们都应该有过烧白开水的经历,而且我们知道当温度达到100度的时候,水就开始沸腾了,就算再继续加热下去,水的温度也不会再继续上升了 。
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那么大家有没有想过,水的沸点和哪些因素有关,有没有什么办法可以把水加热到100度以上?今天我们就来讨论一下这个问题 。
沸点的定义是什么,水的沸点为什么是100度?
沸点,顾名思义,液体沸腾的时候的温度,再准确一点就是:当液体变成为气体的温度,这个临界温度就叫作沸点 。有人可能会问,正常温度下,水也会挥发成为气体啊 。
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没错,但其实水的挥发是一种只发生于液体表面的现象,液体内部当然是不会的 。而沸腾则是全部液体(包括内部液体)都剧烈蒸发的过程 。
所以我们看到的效果就是:内部液体由于也会蒸发,所以水沸腾的时候才会不断的产生气泡 。
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水的沸点是100度,这是大家最熟悉的基本常识了,但其实,这句话是有一个隐含的前提条件的,那就是:在一个标准大气压下(约为101.325千帕斯卡),纯净水的沸点为100摄氏度(后来国际上的温度计量标准变更之后,水的沸点变成了99.974摄氏度) 。
但在生活中,由于水的纯净程度不同再加上所处海拔的不同,就会导致水的沸点并不是精确的100摄氏度,当然,我们日常也不需要纠结它的精确值,知道沸水大致是100度就可以了 。
至于水的沸点为什么是100度,这其实完全是我们人为规定的 。
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当时,科学家为了找到适合日常使用的温标,于是就拿在一个大气压下,水结冰的温度定义为0摄氏度,水沸腾的温度定义为100摄氏度 。
然后把它们之间的温度差平均分成100份,每一份就是1摄氏度,所以水的沸点才刚好是100度 。
水的沸点和大气压之间的关系 。
前面我们一直在强调,水的沸点是100度的前提条件是在一个标准大气压下,那么沸点和大气压之间存在什么关系呢 。
首先我们从大气压说起,众所周知,在大气层到海平面内到这段距离内,充满着空气,而空气也是有质量的,据估计空气的密度约为1.225 kg /m3 。
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又因为地球引力的存在,生活在地表的我们,就会无时无刻的受到来自几千千米空气的压力(1个大气压相当于10吨的重量),这个压力就叫做大气压 。
这个时候我们再来考虑海拔,想象一下,如果站的越高,那么“压”在你身上的空气自然也就越少,那么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 。
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当我们煮白开水的时候,水的内部会蒸发产生气泡,气泡内部有一个向外的压力,这个压力叫做饱和蒸汽压 。而气泡的外部又承受着来自大气的压力 。当气泡内部的压力大于外部大气压的大小时,液体才会出现沸腾的现象 。
而前面我们提到,海拔越高,大气压越小,那么我们就可以得出这样一个结论:大气压越高,水的沸点就越高,相反,则水的沸点越低 。
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这就是为什么在西藏等一些海拔4000米以上的地方,要用高压锅煮饭,因为如果不用高压锅,水的温度只能达到80多度就沸腾了,根本无法把食物煮熟,甚至无法对细菌进行消毒 。
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