過熱狀態

過熱狀態，指把物質加熱到通常發生物態變化的溫度以上而仍不出現這種物態變化的狀態。如過熱液體，是指液體被加熱到高於其沸點的溫度而沒有沸騰的現象。其處於亞穩態，如果略有擾動，則液體立即強烈沸騰，其溫度即降到與其所受壓強相應的沸點。

基本介紹

• 中文名：過熱狀態
• 外文名：Superheating

原理

沸騰是指當水蒸氣氣泡不受束縛，在表面爆裂的現象。 為了使氣泡膨脹，溫度必須足夠高，使蒸氣壓超過環境壓力（主要是大氣壓力）。低於這個溫度，水汽泡就會收縮並消失。

過熱是沸騰的例外。有時，液體蒸氣壓即使超過環境壓力也不會沸騰。因為附加力和表面張力會抑制氣泡的增長。

表面張力使氣泡像一個氣球一般。裡面的壓力因試圖收縮的氣泡表面略微增大。為了使氣泡膨脹，溫度必須略高於沸點，以產生足夠的蒸氣壓來克服表面張力和環境壓力。

就像吹氣球一樣，沸騰最難的部分就是開始。由表面張力引起的壓力與氣泡的直徑成反比，這意味著如果容器中最大的氣泡直徑只有幾微米，克服表面張力可能需要超過幾攝氏度的溫度。一旦氣泡開始增長，由於表面張力造成的壓力減小，所以它爆炸性地膨脹。實際上，大多數容器有劃痕或其他瑕疵，它們會提供起始氣泡，但只有微小氣泡的液體容器便會顯著過熱。

微波爐中的過熱現象

當無劃痕和瑕疵容器在微波爐中加熱時，會發生過熱現象。一旦受到干擾，其中一些水突然蒸發，可能會有沸水從容器中噴出。

沸騰可以通過攪拌杯子，插入攪拌裝置，或添加速溶咖啡或糖等物質來觸發。光滑的容器中的液體更容易過熱，因為劃痕或碎片可儲存氣泡。當無劃痕的容器重複加熱和冷卻時，過熱更可能發生。例如，當忘記的咖啡杯被重新加熱而未被從微波爐中移除時。這是由於循環加熱了從溶劑中釋放溶解的氣體，如氧氣和氮氣。

有許多方法可以防止微波爐過熱，比如把冰棒放在玻璃杯里，或者使用有劃痕的容器。

套用

過熱液態氫被用於氣泡室。

氣泡室是一種探測高能粒子運動徑跡的儀器。該儀器是在一耐高壓容器中，裝有透明的液體的裝置（如氫、氦、丙烷、戊烷等）。被壓縮的液體在一定溫度下，由於突然減壓而處於過熱狀態。當有能產生電離作用的粒子通過時，就發生沸騰。在粒子經過地方，產生氣泡，從而顯示出粒子的徑跡。由於氣泡室兼有核乳膠和雲霧室兩者的優點，故近年來發展較快，廣泛套用於高能粒子的研究中。