这个问题事实上很难的!
你注意過没有用锅烧开水的时候,加热一会就
会看到锅底附近出现许多小泡泡,随着冰的温度是多少不断升高
泡泡越来越大。这是因为壶底受热快紧挨壶底的水首
先变成水蒸气,在水中形成泡泡;同时原来溶解在水
中的空气,也因受热析出、膨胀而形成小气泡周围的
熱水又会向小气泡里蒸发水蒸气,使气泡慢慢变大当
加热到一定的冰的温度是多少时,水中这些气泡变得相当大由于
浮力作用就会上升,升到水面便破裂开来这种在液体
内部和表面同时进行的急剧的气化现象,就叫做沸腾
这时,我们就说水烧开了水沸腾时的冰的溫度是多少叫做水的沸点,
我们平常说“水的沸点是100℃”那是指在一个大气压下
(101.5Kpa)水沸腾时的冰的温度是多少。那么水的沸点是不是┅成
不变呢不是的。水的沸点是随大气压强的变化而变化的
:气压增大了沸点就升高。因为水面上的大气压力总
是要阻止水分子蒸發出来,所以气压升高的时候水要化
成水蒸气必须有更高的冰的温度是多少。一般在海拔不高的地面上
大气压强基本上是一个大气压。低于海平面的地方(如很
深的矿井)气压高于一个大气压,在那里烧水水的沸
点要升高,据测定深度增加一公里,水的沸点就提高3度
相反,气压减小沸点也就降低。如海拔越高的地方空
气越稀薄,气压也越低这个地方水的沸点就降低了。在
世界之巅的珠穆朗玛峰上烧水只要烧到73.5℃,水就被
烧“开”了这样的“开水”,不能把饭菜煮熟也不能
杀死某些细菌。因此地质工作者和登山队員在高山上工
作时,都要使用高压炊具——高压锅它是利用高压下沸
点升高的原理制成的。密封的锅盖使锅内的蒸气无法逸出
因此气壓增大,沸点提高饭菜就熟得快了。
接下来是冰点因为这里讨论的是水(液态)而非冰(固态)。
热力学上的冰点是根据水中固、液两相共存時的冰的温度是多少
确定的在标准大气压下为0℃。
如果是单就纯水来说, 压力会导致冰点的降低.(但
导致沸点的上升!!)另外添加水溶性物质,例如盐,也
是方法之一 因为任何物质溶于水时,都会降低水的冰点
(0℃)至于冰的温度是多少可降低多少, 这需实验来说明.
在現实的情况下,是否有凝结核,是个重要因素,有人
向个长者请教,他说:若是纯水,全无杂质,在一般大气压力
下, 甚至水温降至零下40度,水仍可维持液态洏不结冰, 这是"过冷"(supercooled water)。他又问:如果这"过冷"水,突然受到扰动,是否会瞬间结冰? 长者回答说:不会(!!)
此图是所谓冰或水的三相图(即固、液、气三相)。
冰、水与水蒸气同时共存的冰的温度是多少也就是三相点
是摄氏0.1度水最低温会随着压力增加而下降 但是
请注意图中压力嘚单位以及数值那可不是一般实
Gordon J. Van Wylen,Richard E. Sonntag,page 40)有水的相位图(phase diagram of water),可看出压力升高,凝固冰的温度是多少会降低的,只有第一相的冰,其它相的冰,凝固冰的温度是哆少,随压力增大而升高,故除了过冷水外,水的最低温应该是第一,三相冰,与水共存之三相点,由图上推估之,应是近2000个大气压力,约摄氏零下21度.)
所鉯,如果哪个牛人肯用微积分对付一下上图求作极端情况值(如:0℃时,如果出现三相点-沸点,其气压是否是负值),应该可以得到精确的解释.现在峩只能说:如果"另"的数据是无误的,再考虑到非纯水中溶液依数性的因素,基本可以肯定零度的水是可能沸腾的。
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在一个标准大气压下为0摄氏度
摄氏度的定义就是在一个标准大气压下,水结冰的冰的温度是多少为0摄氏度水蒸发的冰的温度是多少为100摄氏度