气压与沸点的关系
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已知大气压强求水的沸点,即是求已知水体气压达到饱和时所处的温度。所用公式为求饱和水汽压的公式,即马格努斯经验公式:
其中,E0为0℃时的饱和水汽压,E0=6.11百帕(hpa);a,b为经验常数。对于水来说,a=7.45,b=235℃;E的单位也为百帕;t的单位为℃。
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在标准大气压条件下水的沸点是100℃,大气压越低,沸点就越低,大气压越高,沸点则越高。水作为液体在挥发的时候,会产生蒸气,当蒸气的压强与外界的压强相等时,这个时候蒸气压强已经达到了一种饱和的状态,这个时候水就会沸腾了,而此时水沸腾时的温度就是水的沸点。
当外界的压强增大时,蒸气的压强也会随之增大,这个时候就需要升高温度才能使蒸气压达到饱和的状态,与之同时水的沸点也会增大,因此大气压越高,水的沸点就越高。
其实,大气压强与水的沸点的关系在厨房中就能轻易找到。在海拔很高的高原上,即使是沸腾的水也是不怎么烫手的。这是因为海拔越高,大气压强越低,而液体的沸点随气压降低而下降。
高原上水的沸点达不到100℃,很难快速煮熟饭。因此,高原上最好用高压锅来煮饭,高压锅能增大锅内气压,提高水的沸点,也就提高了煮食物的温度,既节约燃料,又节省时间。
参考资料来源:百度百科-沸点
天津斯秘特
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一个比较基本的物理化学问题。热力学里有一个克劳修斯-克拉伯龙方程:
lnp=-(ΔH/RT)+C,p为沸点T下的饱和蒸气压,ΔH为蒸发焓,C为常数。
水的蒸发焓44.012kJ/mol,p=1atm时T=373.15K,因此
ln(1.8atm/1atm)=-ΔH/R*(1/T-1/373.15K)
求得T=389.24K,大约116摄氏度
lnp=-(ΔH/RT)+C,p为沸点T下的饱和蒸气压,ΔH为蒸发焓,C为常数。
水的蒸发焓44.012kJ/mol,p=1atm时T=373.15K,因此
ln(1.8atm/1atm)=-ΔH/R*(1/T-1/373.15K)
求得T=389.24K,大约116摄氏度
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在1个标准气压下,就水而言其沸点是100度,大气压减小沸点降低,大气压增大沸点升高(高压锅的原理)。
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用分子运动论来解释:
沸腾我们可以说成是一种大规模的汽化现象,而汽化是由于水分子受热后,分子平均动能增大,分子动能特别大的就逸出了水面.而要逸出水面的话还要抵制外界的大气压强,如果大气压强增大,逸出的水分子就越少,就越不容易形成大规模汽化现象(沸腾)
沸腾我们可以说成是一种大规模的汽化现象,而汽化是由于水分子受热后,分子平均动能增大,分子动能特别大的就逸出了水面.而要逸出水面的话还要抵制外界的大气压强,如果大气压强增大,逸出的水分子就越少,就越不容易形成大规模汽化现象(沸腾)
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在压强减小的时候,液体的沸点降低。相反,如果增加压强,液体的沸点就要升高成正比 。
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