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水的沸点是由什么决定的(水的沸点是多少度)

水的沸点是多少(是什么决定了水的沸点)

在我们的日常生活中,我们应该都有烧开开水的经历,并且我们知道当温度达到100度时,水开始沸腾,即使我们继续加热,水的温度也不会继续升高。

那么你有没有想过水的沸点和哪些因素有关呢?有什么办法可以把水加热到100度以上?今天就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,或者更准确地说,是液体变成气体的温度。这个临界温度叫做沸点。可能有人会问,在常温下,水也会蒸发成气体。

是的,但实际上,水的蒸发是一种只发生在液体表面的现象,而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。所以我们看到的效果是:由于内部液体也会蒸发,水沸腾时会不断产生气泡。

水的沸点是100度,这是大家最熟悉的基础知识,但其实这句话有一个隐含的前提条件,就是在一个标准大气压下(约101.325 kPa),纯净水的沸点是100摄氏度(国际测温标准改变后,水的沸点变成了99.974摄氏度)。

但在生活中,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,我们不需要每天担心它的确切值,只需要知道沸水大致是100摄氏度。

至于水的沸点为什么是100度,其实完全是我们规定的。

当时,为了找到适合日常使用的温标,科学家们在一个大气压下进行测量。水的冻结温度被定义为0摄氏度,水的沸腾温度被定义为100摄氏度。然后把它们之间的温差平均分成100份,每份1摄氏度,那么水的沸点正好是100摄氏度。

水的沸点和大气压之间的关系。

我们一直在强调水的沸点是100度的前提是在一个标准大气压下,那么沸点和大气压是什么关系呢?

让我们从大气压开始。众所周知,从大气层到海平面的距离充满了空气体,而空气体也是有质量的。估计空气体密度约为1.225 kg/m。

而且由于地球引力的存在,我们这些生活在地球表面的人,每时每刻都会受到几个千千米空气体的压力(一个大气压相当于10吨的重量),这个压力叫做大气压。

这个时候,我们再来考虑海拔高度。试想一下,如果你站得更高,那么“压”在你身上的空气体自然就少了,对我们的压力也就少了,所以我们通常会说:海拔越高,大气压越低。

当我们烧开水的时候,水的内部会蒸发产生气泡,气泡内部有一个向外的压力,叫做饱和蒸汽压。气泡的外部受到大气的压力。当气泡内的压力大于外部大气压时,液体就会沸腾。

前面说过,海拔越高,大气压越低,所以可以得出一个结论,大气压越高,水的沸点越高,反之,水的沸点越低。

这也是为什么在西藏等海拔4000米以上的地方,需要用高压锅做饭的原因,因为如果不用高压锅,水只有在温度达到80多度的时候才会沸腾,根本无法烹饪食物,甚至无法杀菌。

如何把水的沸点提高到100度以上?

看到这里,大家应该知道如何把水(液体)加热到100度以上。我再简单描述一下。

在标准大气压下(接近海平面的大气压),水的沸点是100摄氏度。如果想继续把沸点提高到100度以上,那么唯一的办法就是增加供水的外部压力,比如用高压锅烧水。

由于密封的高压锅只有一个很小的出气口,当高压锅内的水蒸气不断产生,出气口的气体排放速度小于水蒸气的速度时,水蒸气就会不断向国内聚集,从而增加锅内的压力。

估计家里用的高压锅可以升到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,还省了煤气费。

超临界水:高达464摄氏度!

如果不依靠人为的压力变化,也可以依靠海水的力量。因为一个标准大气压是在零高度,如果继续下降,压力自然会增加。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态存在的最高温度,或者反过来说,以气态存在的最高压力,叫做临界点。当液体的温度或压力超过这个点时,就会变成超临界流体。

这种超临界流体会兼具液体和气体的性质,既能像气体一样有积液,又能像液体一样有流动性。那么自然界的超临界流体在哪里呢?

首先,它隐藏在海底3000多米以下的海域,那里的压力高达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。海底这些活火山附近的海水会变成超临界流体,温度会在300度以上。

2008年,德国科学家在大西洋海底发现了一个海底热泉。经过测量,这里的水温竟然达到了464摄氏度,是人类发现的温度最高的水。

这种超临界水的氧化能力很强,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本进行研究。目前对超临界水形成的研究只能用计算机模拟。

最后,我们总结一下。

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,所以你可以通过增加外压来提高水的沸点。

海底压力很大,海底活动火山口附近的水就会变成超临界水,温度可以达到300多度。

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