基本定義
液體的飽和蒸氣壓與外界壓強相等時的溫度。
基本定義
當液體沸騰時,在其内部所形成的氣泡中的飽和蒸汽壓必須與外界施予的壓強相等,氣泡才有可能長大并上升,所以,沸點也就是液體的飽和蒸汽壓等于外界壓強時的溫度。液體的沸點跟外部壓強有關。當液體所受的壓強增大時,它的沸點升高;壓強減小時;沸點降低。例如,蒸汽鍋爐裡的蒸汽壓強,約有幾十個大氣壓,鍋爐裡的水的沸點可在200℃以上。又如,在高山上煮飯,水易沸騰,但飯不易熟。這是由于大氣壓随地勢的升高而降低,水的沸點也随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),水的沸點是93.5℃),沸點低的一般先汽化,而沸點高的一般較難汽化。
不同液體
在相同的大氣壓下,不同種類液體的沸點亦不相同。這是因為飽和汽壓和液體種類有關。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相等,将乙醚加熱到35℃即可沸騰。液體中若含有雜質,則對液體的沸點亦有影響。液體中含有溶質後它的沸點要比純淨的液體高,這是由于存在溶質後,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。不同液體在同一外界壓強下,沸點不同。沸點随壓強而變化的關系可由克勞修斯方程式得到。
沸點分類
一些不同液體的沸點/攝氏度(在标準大氣壓下)
各種元素的沸點
(前面的序号為原子序數)
74-液态鎢:5927
76-液态锇:5300
6-液态碳:4827
92-液态鈾:3818
22-液态钛:3260
27-液态钴:2870
79-液态金:2807
26-液态鐵:2750
28-液态鎳:2732
29-液态銅:2567
14-液态矽:2355
13-液态鋁:2327
47-液态銀:2213
50-液态錫:2260
31-液态镓:2204
82-液态鉛:1740
20-液态鈣:1484
12-液态鎂:1107
84-液态钋:962
11-液态鈉:882.9
15-液态磷:590
16-液态硫:444.674
80-水銀(汞):356.7
35-溴:58.76
17-液态氯:-34
86-液态氡:-61.8
54-液态氙:-107
8-液态氧:-183
18-液态氩:-185.7
9-液态氟:-188.14
7-液态氮:-195.8
1-液态氫:-253
2-液态氦:-268.934
其他液體沸點
液态氯化鈉(食鹽):1465
亞麻仁油:287
食用油:約250
液态萘:218
煤油:150
甲苯:110.6
水:99.974
酒精:78.2
乙醚:34.5
液态甲醛:-19.5
液态氨:-33.4
液态一氧化碳:-191.5 [2]
關于水沸騰
水的沸點
攝氏溫标的定義“在标準大氣壓下,以水的凝固點為0度,水的沸點為100度,中間分為100等分的溫标。”
所以通常人們都認為水的沸點是1标準大氣壓下100℃,但是1990年後不再如此(2013年使用的水沸點是1标準大氣壓下99.974℃)。
定義不是說水的沸點是100度嗎?為什麼又不再是了呢?
1988年國際度量衡委員會推薦,第十八屆國際計量大會及第77屆國際計量委員會作出決議,從1990年1月1日起開始在全世界範圍内采用重新修訂的國際溫标,這一次取名為1990年國際溫标,代号為ITS-90。
1990國際溫标(ITS-90)對攝氏溫标和熱力學溫标進行統一,規定攝氏溫标由熱力學溫标導出,0℃=273.15K,劃分不變。因此凝固點并不嚴格等于0℃(1/10000級才有區别),水的沸點不嚴格等100℃(0.01級才有區别)
注上修改原因:1990國際溫标,取消了“實用”二字,因為随着科學技術水平的提高,這一溫标已經相當接近于熱力學溫标。和舊國際溫度标準(IPTS-68)相比較,100℃時偏低0.026℃,即标準狀态下水的沸點已不再是100℃,而是1标準大氣壓下99.974℃。
所以說國際通用的不再是“正宗的”攝氏溫标,而是國際(攝氏)溫标。
國際(攝氏)溫标新定義:0℃=273.15K
還有一點:
水壺燒水的時候,壺壁或者壺底會出現一些小氣泡,小氣泡與周圍的液體進行汽化反應,以它為中心,會發生沸騰現象,我們把這些氣泡也可以稱之為汽化核。水在對流傳熱中的沸點是100℃,但如果拿進微波爐加熱溫度會遠遠大于100℃而水還沒蒸發。由于用微波爐加熱的水中,缺少沸騰的第二個條件,氣化核,容易達到甚至超過沸點卻不沸騰的過熱液體,當這個時候将小顆粒(咖啡粉等)投入到過熱液體時,它們(咖啡粉等小顆粒)誘導了氣化核的産生,形成瞬間爆沸的現象。
專家提醒,用微波爐加熱過的水,盡量不要攪拌、搖晃,因為我們在攪拌及搖晃的同時,其實就是突然改變了水的環境,杯中的水有可能會瞬間沸騰。另外,建議大家,用微波爐加熱過的液體,盡量将液體多放置一會再使用,避免給大家帶來不必要的傷害。
計算公式
已知大氣壓強求水的沸點,即是求已知水體氣壓達到飽和時所處的溫度。
所用公式為求飽和水汽壓的公式,即馬格努斯經驗公式:
其中,E0為0℃時的飽和水汽壓,E0=6.11百帕(hpa);a,b為經驗常數。對于水來說,a=7.45,b=235℃;E的單位也為百帕;t的單位為℃。