物質(zhì)“沸點(diǎn)”的概念！

沸騰是在一定溫度下液體內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象。沸點(diǎn)是液體沸騰時(shí)候的溫度，也就是液體的飽和蒸氣壓與外界壓強(qiáng)相等時(shí)的溫度。沸點(diǎn)指純凈物在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸騰時(shí)的溫度。不同液體的沸點(diǎn)是不同的。沸點(diǎn)隨外界壓力變化而改變，壓力低，沸點(diǎn)也低。

沸點(diǎn)分類關(guān)于水沸騰簡(jiǎn)介

基本定義

當(dāng)液體沸騰時(shí)，在其內(nèi)部所形成的氣泡中的飽和蒸汽壓必須與外界施予的壓強(qiáng)相等，氣泡才有可能長(zhǎng)大并上升，所以，沸點(diǎn)也就是液體的飽和蒸汽壓等于外界壓強(qiáng)時(shí)的溫度。液體的沸點(diǎn)跟外部壓強(qiáng)有關(guān)。當(dāng)液體所受的壓強(qiáng)增大時(shí)，它的沸點(diǎn)升高；壓強(qiáng)減小時(shí)；沸點(diǎn)降低。例如，蒸汽鍋爐里的蒸汽壓強(qiáng)，約有幾十個(gè)大氣壓，鍋爐里的水的沸點(diǎn)可在200℃以上。又如，在高山上煮飯，水易沸騰，但飯不易熟。這是由于大氣壓隨地勢(shì)的升高而降低，水的沸點(diǎn)也隨高度的升高而逐漸下降。（在海拔1900米處，大氣壓約為79800帕（600毫米汞柱），水的沸點(diǎn)是93.5℃），沸點(diǎn)低的一般先汽化，而沸點(diǎn)高的一般較難汽化。

不同液體

在相同的大氣壓下，不同種類液體的沸點(diǎn)亦不相同。這是因?yàn)轱柡推麎汉鸵后w種類有關(guān)。在一定的溫度下，各種液體的飽和汽壓亦一定。例如，乙醚在20℃時(shí)飽和氣壓為5865.2帕（44厘米汞柱）低于大氣壓，溫度稍有升高，使乙醚的飽和汽壓與大氣壓強(qiáng)相等，將乙醚加熱到35℃即可沸騰。液體中若含有雜質(zhì)，則對(duì)液體的沸點(diǎn)亦有影響。液體中含有溶質(zhì)后它的沸點(diǎn)要比純凈的液體高，這是由于存在溶質(zhì)后，液體分子之間的引力增加了，液體不易汽化，飽和汽壓也較小。要使飽和汽壓與大氣壓相同，必須提高沸點(diǎn)。不同液體在同一外界壓強(qiáng)下，沸點(diǎn)不同。沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)而變化的關(guān)系可由克勞修斯方程式得到。[1]

沸點(diǎn)分類

一些不同液體的沸點(diǎn)/攝氏度（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）

各種元素的沸點(diǎn)

（前面的序號(hào)為原子序數(shù)）

74-液態(tài)鎢：5927

76-液態(tài)鋨：5300

6-液態(tài)碳：4827

92-液態(tài)鈾：3818

22-液態(tài)鈦：3260

27-液態(tài)鈷：2870

79-液態(tài)金：2807

26-液態(tài)鐵：2750

28-液態(tài)鎳：2732

29-液態(tài)銅：2567

14-液態(tài)硅：2355

13-液態(tài)鋁：2327

47-液態(tài)銀：2213

50-液態(tài)錫：2260

31-液態(tài)鎵：2204

82-液態(tài)鉛：1740

20-液態(tài)鈣：1484

12-液態(tài)鎂：1107

84-液態(tài)釙：962

11-液態(tài)鈉：882.9

15-液態(tài)磷：590

16-液態(tài)硫：444.674

80-水銀（汞）：356.7

35-溴：58.76

17-液態(tài)氯：-34

86-液態(tài)氡：-61.8

54-液態(tài)氙：-107

8-液態(tài)氧：-183

18-液態(tài)氬：-185.7

9-液態(tài)氟：-188.14

7-液態(tài)氮：-195.8

1-液態(tài)氫：-253

2-液態(tài)氦：-268.934

其他液體沸點(diǎn)

液態(tài)氯化鈉（食鹽）：1465

亞麻仁油：287

食用油：約250

液態(tài)萘：218

煤油：150

甲苯：110.6

水：99.974

酒精：78.2

乙醚：34.5

液態(tài)甲醛：-19.5

液態(tài)氨：-33.4

液態(tài)一氧化碳：-191.5[2]

關(guān)于水沸騰

水的沸點(diǎn)

攝氏溫標(biāo)的定義“在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，以水的冰點(diǎn)為0度，水的沸點(diǎn)為100度，中間分為100等分的溫標(biāo)。”

所以通常人們都認(rèn)為水的沸點(diǎn)是1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下100℃，但是1990年后不再如此（2013年使用的水沸點(diǎn)是1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下99.974℃）。

定義不是說(shuō)水的沸點(diǎn)是100度嗎？為什么又不再是了呢？

1988年國(guó)際度量衡委員會(huì)推薦，第十八屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)及第77屆國(guó)際計(jì)量委員會(huì)作出決議，從1990年1月1日起開(kāi)始在全世界范圍內(nèi)采用重新修訂的國(guó)際溫標(biāo)，這一次取名為1990年國(guó)際溫標(biāo)，代號(hào)為ITS-90。

1990國(guó)際溫標(biāo)（ITS-90）對(duì)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一，規(guī)定攝氏溫標(biāo)由熱力學(xué)溫標(biāo)導(dǎo)出，0℃=273.15K，劃分不變。因此冰點(diǎn)并不嚴(yán)格等于0℃（1/10000級(jí)才有區(qū)別），水的沸點(diǎn)不嚴(yán)格等100℃（0.01級(jí)才有區(qū)別）

注上修改原因：1990國(guó)際溫標(biāo)，取消了“實(shí)用”二字，因?yàn)殡S著科學(xué)技術(shù)水平的提高，這一溫標(biāo)已經(jīng)相當(dāng)接近于熱力學(xué)溫標(biāo)。和舊國(guó)際溫度標(biāo)準(zhǔn)（IPTS-68）相比較，100℃時(shí)偏低0.026℃，即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水的沸點(diǎn)已不再是100℃，而是1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下99.974℃。

所以說(shuō)國(guó)際通用的不再是“正宗的”攝氏溫標(biāo)，而是國(guó)際（攝氏）溫標(biāo)。

國(guó)際（攝氏）溫標(biāo)新定義：0℃=273.15K

還有一點(diǎn)：

水壺?zé)臅r(shí)候，壺壁或者壺底會(huì)出現(xiàn)一些小氣泡，小氣泡與周圍的液體進(jìn)行汽化反應(yīng)，以它為中心，會(huì)發(fā)生沸騰現(xiàn)象，我們把這些氣泡也可以稱之為汽化核。水在對(duì)流傳熱中的沸點(diǎn)是100℃，但如果拿進(jìn)微波爐加熱溫度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100℃而水還沒(méi)蒸發(fā)。由于用微波爐加熱的水中，缺少沸騰的第二個(gè)條件，氣化核，容易達(dá)到甚至超過(guò)沸點(diǎn)卻不沸騰的過(guò)熱液體，當(dāng)這個(gè)時(shí)候?qū)⑿☆w粒（咖啡粉等）投入到過(guò)熱液體時(shí)，它們（咖啡粉等小顆粒）誘導(dǎo)了氣化核的產(chǎn)生，形成瞬間爆沸的現(xiàn)象。

專家提醒，用微波爐加熱過(guò)的水，盡量不要攪拌、搖晃，因?yàn)槲覀冊(cè)跀嚢杓皳u晃的同時(shí)，其實(shí)就是突然改變了水的環(huán)境，杯中的水有可能會(huì)瞬間沸騰。另外，建議大家，用微波爐加熱過(guò)的液體，盡量將液體多放置一會(huì)再使用，避免給大家?guī)?lái)不必要的傷害。

計(jì)算公式

已知大氣壓強(qiáng)求水的沸點(diǎn)，即是求已知水體氣壓達(dá)到飽和時(shí)所處的溫度。

所用公式為求飽和水汽壓的公式，即馬格努斯經(jīng)驗(yàn)公式：

其中，E0為0℃時(shí)的飽和水汽壓，E0=6.11百帕（hpa）；a，b為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。對(duì)于水來(lái)說(shuō)，a=7.45，b=235℃；E的單位也為百帕；t的單位為℃。[3]

參考資料

[1]  蔡志亮, 周星風(fēng), 洪瑞槎. 沸點(diǎn)計(jì)法研究及斜式沸點(diǎn)計(jì)[J]. 化工學(xué)報(bào), 1986(2):172-182.

[2]  曹晨忠, 袁華. 不飽和鏈烴分子結(jié)構(gòu)與沸點(diǎn)的關(guān)系[J]. 有機(jī)化學(xué), 2002, 22(5):354-363.

[3]  楊冬, 李永星, 陳聽(tīng)寬,等. 多孔表面管內(nèi)高沸點(diǎn)工質(zhì)的強(qiáng)化流動(dòng)沸騰換熱與阻力特性[J]. 

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