水不到100℃,为什么也能沸腾?

水不到100℃,为什么也能沸腾?

我们常说水在100℃沸腾,其实这只适用于接近一个标准大气压的条件。沸腾真正的判据不是“达到100℃”,而是液体的蒸气压达到周围压力,使水蒸气气泡能够在液体内部形成并继续膨胀。

温度升高时,水的蒸气压会上升;反过来,如果外界压力降低,水不必加热到100℃就能达到同样的平衡条件。美国地质调查局给出的例子是,海平面附近水约在100℃沸腾,而海拔5000英尺处因气压较低,沸点约为94.9℃。实验室进一步抽走容器上方的空气,还可以让水在更低温度沸腾。

这也解释了一个容易混淆的问题——沸腾并不等于“很热”。沸腾描述的是液体内部大量形成蒸气泡的相变条件,温度只是决定蒸气压的重要变量之一,外界压力同样重要。高山上水更早沸腾,却不代表食物更快熟;因为沸水本身温度反而较低。压力锅则利用相反原理,提高内部压力,从而把水的沸点推高。

资料:
https://www.usgs.gov/index.php/special-topic/water-science-school/science/facts-about-water
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Book%3A_General_Chemistry%3A_Principles_Patterns_and_Applications_%28Averill%29/11%3A_Fluids/11.04%3A_Vapor_Pressure


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