沸点

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沸点指物质沸腾时的温度,更严格的定义是液体成为气体的温度。雖然液体未达到沸点时也会挥发成气体,但挥发是液体表面的现象,只有液体表面的分子才会挥发;沸腾则是在整個液体发生,处于沸点的所有液体分子都会蒸发,不断产生气泡。

沸點之微觀觀點[编辑]

根据分子间相互作用理论,沸点表现了液体分子吸收足够的能量克服液态分子之间的各种相互作用。所以,沸点也可以作为这些相互作用力的大小的指标。

沸點與熱能[编辑]

物体从液态转成气态的过程需要一定热量,名为气化潜热。不断加热处于沸点的物体,整个过程中施加的所有热量都会被气化的物体分子带走,所以物体温度不会因加热上升。正因如此,物体处于沸点时的比热实际上是无穷的(参见气化比潜热)。

物質沸點與壓力之關係[编辑]

沸点和当水汽压力与环境压力相等时的温度有关,也就是说沸点和气压有关。通常情况下所说的沸点都是在标准大气压下测量得到(即101325帕斯卡,或1atm)。高海拔地区气压较低,沸点也相对低得多。气压上升,物体沸点相应上升,达到临界点时,物体的液相和气相一致。物体的沸点不可能提高到临界点以上。反之,当气压下降,物体的沸点相应下降,直至三相点,类似地,物体的沸点不能降低到三相点以下。

标准大气压下水的沸点是100攝氏度(212華氏度)。世界最高峰珠穆朗玛峰上大气压力为260 mb,水沸点是69摄氏度(156華氏度),因此會出現水滾卻未能煮熟食物的情況。

演示沸點與壓力關係之簡易實驗[编辑]

封閉針筒內熱水
拉開針筒後熱水於低壓環境中沸騰

沸點因壓力降低而下降之現象可以用針筒演示:將90度以上之熱水抽至針筒中,封住針筒開口,此時熱水不會沸騰。拉開針筒急劇降低筒內壓力可以看見水開始起泡沸騰,顯示低壓下沸點降低。若無法觀察到明顯的沸騰現象,應檢查水溫是否夠高,實驗時亦應小心熱水。

化學元素沸點[编辑]

最低沸點的元素是氦;兩者在標準壓力的沸點皆超過5000 K。