为什么水烧到沸点,温度不能升高了
在一般的气压下,水烧到将近100℃时,就沸腾起来了。也许你会想,如果把火烧得更旺些,开水的温度应该会超过100℃了吧?实验证明,不管你如何加大火力,温度计里水银柱也不上升并且还是停留在100℃。
水沸腾的时候,尽管它还是不停地从火焰那里一直的吸收热量,可是,热量又同时被水分子变成蒸汽带到空气里去。平均每1克水分子化成蒸汽,都会带走大约2000焦耳的热量。这时火焰的热量就会传给水壶,马上就被水分带到空气中。壶里水的热量不可以积聚下来,温度自然也就不会升高了。虽然你加大火力,但是所增加的热量,也仅使更多的水蒸发,水的温度同样是升不上去的。
但是,要使水在沸腾时的温度不断升高,也有一个办法,就是增加气压。由于作用在水面上的气体压力,一直是尽力阻挡水分子进入到空气里去。气压越高,水就要克服气压而化成蒸汽。就需要相当高的温度才行。所以让气压增加,水的温度也就可以升高了。
在地面上,所有物体受到的压强大约都是1013百帕。从地面往地下走,越往深处走,气压就越大,水的沸点也愈高;深度平均每增加1 公里,水的沸点就会升高3℃。而在深处300米的矿井里,水必须到101℃才沸腾,在1000米深处是103℃。假如使水承受的压力更大,沸点也就会更高。假如蒸汽压力达到14 182百帕以后的蒸汽锅炉,它里面的水必须到200℃才可以沸腾。
人们利用这个道理,就制造出了高压锅。高压锅的密封性相当好,当水沸腾化成蒸汽后,跑不出去,就只能停留在锅内,从而使锅内的水承受的气压增加了,于是温度便可以不断升高。因为高压锅内的温度高,所以食物可以很快地烧熟。当然,气压太高也会引起锅爆裂,因此高压锅内一定要装安全阀门。当蒸汽的压力超过规定的数值时,就必须让一些蒸汽先通过安全阀门跑出去,从而使锅内保持适当的气压。
一般在低气压的情况下,水的沸点也会降低。高山上很难把饭煮熟,就是由于高山上气压低,水不到100℃就沸腾的原因。如在世界的最高峰——珠穆朗玛峰的峰顶上烧水,人们只需烧到73.5℃左右,水就会沸腾了。