水的沸点在珠穆朗玛峰之巅,是多少度?
2023-04-22 来源:飞速影视
从小我们就知道,水在温度达到100摄氏度时就会沸腾。我们就可以煮面条或者煮汤了。但是,这个说法其实并不完全正确。毕竟,在科学领域任何一句话都是相对的概念。所以说,水的沸点也是由很多条件共同决定的。
首先,我们要搞清楚的是:液体怎么才会沸腾?一种液体,比如说水,是由很多个分子构成的,若这些分子处在一种比较松散的状态,相互之间的作用力就比固态时小——水的固态就是冰,冰的分子间作用力大于水的分子间作用力——那就会以液体的形式存在。我们平时说的“温度”实质上形容的是组成物质的分子振动频率:一个物体的温度越高,组成它的分子振动频率越高(当分子不再运动的时候,这个物体将会是目前所知的最低温度,即“绝对零度”——零下273摄氏度,也等于0开氏度。虽然热力学原理和量子物理学有研究表明物体不可能达到这种温度)。
因此,当某个物体沸腾时,也就是从液态变为气态时,这些分子的振动频率已经达到一定程度,能让它们摆脱液态时分子之间彼此的相互作用力,然后变得更加松散,融入组成空气的分子之中,形成气体。就这样,水分子不再处于液态时的相互牵制状态,进入到自由游走的气态,各个分子都努力地想要占据更多的空间。事实上,这个现象包含了很多隐藏的条件,比如,我们所说的水在100摄氏度沸腾,指的是纯水和蒸馏水——没有任何杂质溶于其中的水。然而,我们平时喝的水都含有各种各样的杂质,你可以随便从商店里挑一瓶矿泉水出来,看看上面的成分表,上面都写着:钙、镁、钠、铁、碳酸化合物、硫酸化合物……
举个例子,我们厨房中用的盐其实就是氯化钠,当我们往水里加入足量的氯化钠时,这杯水的沸点就会升高。也就是说,这个时候要烧开水需要达到比100摄氏度更高的温度。把1升水的沸点提高1摄氏度需要往里面加大约58克的盐。同样地,这样也能降低水的凝固点——在这个时候,水在低于0摄氏度的时候才会结冰。这是因为组成氯化钠的离子融入水分子之中,让水分子很难凝固成冰。这就是为什么在寒冷的冬天,我们通常会往公路上撒盐,就是为了避免水结冰引发的交通事故。
另外,我们平时说水在100摄氏度会沸腾,是通常默认压强条件是海平面高度上的气压大小。要记住:我们通常都会承受一定的压力(当然了,我指的不是社交软件里聊到的工作压力),所有人都承受着空气重量带来的压力,也就是大气压力。同时,这个气压也会影响水的沸点——大气压越低,液体的沸点就越低。这是为何呢?因为液体中的分子在比较低的气压条件下,会更容易挣脱彼此之间的相互作用力,变成气态。低气压不会带给液体分子那么大的“束缚”。