沸點(液體沸騰時候的溫度)

沸點(液體沸騰時候的溫度)

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沸騰是在一定溫度下液體內部和表面同時發生的劇烈汽化現象。沸點是液體沸騰時候的溫度,也就是液體的飽和蒸氣壓與外界壓強相等時的溫度。沸點指純淨物在1個標準大氣壓下沸騰時的溫度。不同液體的沸點是不同的。沸點隨外界壓力變化而改變,壓力低,沸點也低。

基本介紹

  • 中文名沸點
  • 外文名:Boiling Point
  • 類型:概念定義
  • 運用:液體
簡介,基本定義,不同液體,沸點分類,各種元素的沸點,其他液體沸點,關於水沸騰,水的沸點,計算公式,

簡介

基本定義

液體沸騰時,在其內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,氣泡才有可能長大並上升,所以,沸點也就是液體的飽和蒸汽壓等於外界壓強時的溫度。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,蒸汽鍋爐里的蒸汽壓強,約有幾十個大氣壓,鍋爐里的水的沸點可在200℃以上。又如,在高山上煮飯,水易沸騰,但飯不易熟。這是由於大氣壓隨地勢的升高而降低,水的沸點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)低於大氣壓,溫度稍有升高,使乙醚的飽和汽壓與大氣壓強相等,將乙醚加熱到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,這是由於存在溶質後,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。沸點隨壓強而變化的關係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(在標準大氣壓下)

各種元素的沸點

(前面的序號為原子序數)
74-液態鎢:5927
76-液態:5300
6-液態碳:4827
92-液態:3818
22-液態鈦:3260
27-液態鈷:2870
79-液態金:2807
26-液態:2750
28-液態鎳:2732
29-液態銅:2567
14-液態矽:2355
13-液態鋁:2327
47-液態銀:2213
50-液態錫:2260
31-液態鎵:2204
82-液態鉛:1740
20-液態鈣:1484
12-液態鎂:1107
84-液態:962
11-液態鈉:882.9
15-液態磷:590
16-液態硫:444.674
80-水銀(汞):356.7
35-溴:58.76
17-液態氯:-34
86-液態:-61.8
54-液態氙:-107
8-液態:-183
18-液態氬:-185.7
9-液態:-188.14
7-液態氮:-195.8
1-液態:-253
2-液態:-268.934

其他液體沸點

液態氯化鈉(食鹽):1465
食用油:約250
液態:218
煤油:150
甲苯:110.6
:99.974
酒精:78.2
乙醚:34.5
液態甲醛:-19.5
液態:-33.4
液態一氧化碳:-191.5

關於水沸騰

水的沸點

攝氏溫標的定義“在標準大氣壓下,以水的凝固點為0度,水的沸點為100度,中間分為100等分的溫標。”
所以通常人們都認為水的沸點是1標準大氣壓下100℃,但是1990年後不再如此(2013年使用的水沸點是1標準大氣壓下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內採用重新修訂的國際溫標,這一次取名為1990年國際溫標,代號為ITS-90。
1990國際溫標(ITS-90)對攝氏溫標和熱力學溫標進行統一,規定攝氏溫標由熱力學溫標導出,0℃=273.15K,劃分不變。因此凝固點並不嚴格等於0℃(1/10000級才有區別),水的沸點不嚴格等100℃(0.01級才有區別)
註上修改原因:1990國際溫標,取消了“實用”二字,因為隨著科學技術水平的提高,這一溫標已經相當接近於熱力學溫標。和舊國際溫度標準(IPTS-68)相比較,100℃時偏低0.026℃,即標準狀態下水的沸點已不再是100℃,而是1標準大氣壓下99.974℃。
所以說國際通用的不再是“正宗的”攝氏溫標,而是國際(攝氏)溫標。
國際(攝氏)溫標新定義: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於100℃而水還沒蒸發。由於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,當這個時候將小顆粒(咖啡粉等)投入到過熱液體時,它們(咖啡粉等小顆粒)誘導了氣化核的產生,形成瞬間爆沸的現象。
專家提醒,用微波爐加熱過的水,儘量不要攪拌、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,儘量將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。對於水來說,a=7.45,b=235℃;E的單位也為百帕;t的單位為℃。

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