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沒(méi)有溶解任何氣體的液體會(huì)沸騰嗎?

 pgl147258 2016-05-12

液體沸騰是液體相變的過(guò)程,是一種相轉(zhuǎn)變,與液體內(nèi)部是否有第二相存在沒(méi)有關(guān)系。液化的空氣也會(huì)沸騰,熔化的金屬也會(huì)沸騰。將液體向氣體轉(zhuǎn)變的溫度點(diǎn)定義為該物質(zhì)的沸點(diǎn)……總不能說(shuō)沒(méi)有溶解空氣的水沸點(diǎn)就不存在了吧?

補(bǔ)充一點(diǎn):你說(shuō)的現(xiàn)象在自然狀態(tài)下觀測(cè)是絕對(duì)存在的。因?yàn)樵谧匀粭l件下,相變需要一定的“動(dòng)力”。沸點(diǎn)是熱力學(xué)參數(shù),理論上到了這個(gè)溫度以后,在合適的外在條件下就能發(fā)生相變。比如,水在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,100℃沸騰。

但是事實(shí)上是,相變的發(fā)生需要一些外在條件才能順利的進(jìn)行,對(duì)于水沸騰來(lái)說(shuō),可以說(shuō)“含有空氣“是其中之一。這涉及到第二相生成以及第二相穩(wěn)定存在的臨界條件問(wèn)題。簡(jiǎn)單的說(shuō),就是氣相要想在液相中生成并且穩(wěn)定存在,存在一個(gè)臨界半徑,大于臨界半徑時(shí)就可以穩(wěn)定存在,小于則會(huì)被液相溶解(其實(shí)不能說(shuō)是溶解,但是這樣比較好理解)。水要相變成水氣必須在水體內(nèi)產(chǎn)生超過(guò)臨界半徑的氣泡,少于臨界半徑就會(huì)有表面張力而被壓扁。溫度會(huì)影響隨機(jī)產(chǎn)生的氣泡的體積。然后是氣泡生成的位置,位置不會(huì)影響氣泡的半徑,但是會(huì)影響其形狀。同樣溫度下產(chǎn)生一個(gè)半球體的半徑總是要比產(chǎn)生一個(gè)同樣體積的球體的半徑要大的(PS:好麻煩,我不想解釋了。)

回到最開(kāi)始的相變上,因?yàn)榭諝庠谒械娜芙舛仁请S著溫度上升而下降的,所以溫度升高以后會(huì)有空氣不斷從水體中析出,臨近沸點(diǎn)的時(shí)候,就可以看到大量氣泡產(chǎn)生了。但是這不是沸騰,只是空氣在析出。這些析出的空氣可以作為水蒸氣的附著點(diǎn),增加氣泡的尺寸。容器壁也有同樣的功效。這就是為啥試管加熱蒸餾水不易沸騰的原因。也就是為啥扔點(diǎn)沸石進(jìn)去就可以沸騰了。也就是為啥扔很多沸石進(jìn)去,還有一定概率將沸點(diǎn)下降。這些就是“動(dòng)力學(xué)”。

再多說(shuō)一句,即使沒(méi)有任何生核點(diǎn)輔助水蒸氣泡產(chǎn)生,當(dāng)溫度足夠高的時(shí)候,新產(chǎn)生的氣泡也是有機(jī)會(huì)跨越臨界尺寸的,也就是說(shuō),水仍然可以沸騰。


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