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國立彰化師範大學物理系洪連輝教授 責任編輯

彰化高中 賴文哲老師

沸點是指物質沸騰時的溫度,也就是液體蒸氣壓和液面氣體壓力相等時的溫度,稱之為液體的沸點(boiling point)。此時液體不管是表面或內部只要獲得能量,足以破壞分子間的作用力(如偶極吸引力、氫鍵、凡德瓦力),便能加大分子間的距離而變成氣體。此時分子動能並不增加,溫度維持固定。

液體在未達到沸點溫度時也會以蒸發的方式變成氣體。蒸發是一種表面的現象,因分子群體未達沸點溫度時,仍有部份分子動能相當高,這些分子到達液體表面即會逸出進入氣態。蒸發是一種液體表面的現象,也就是說只有液體表面的分子才會蒸發。沸騰則是在液體的整個部分發生的變化。

改變液體表面的氣壓會造成沸點變化,若液面的氣壓加大,則液體需更高的蒸氣壓才可沸騰;而更高的蒸氣壓需要更高的溫度,故液體的沸點會上升。例如壓力鍋內可達約1.5atm,而使水的沸點升至110℃以上,如此高溫的水煮起東西會比平常更快。

壓力 / 溫度換算表

外界壓力持續增加,則會達到臨界溫度,加壓力使氣體液化之最高溫度稱為臨界溫度,當在臨界溫度時, 恰好還能使水保持液態的壓力稱作水的”臨界壓力”。水之臨界溫度為374.2℃,臨界壓力為22.1MPa,若溫度高於374.2℃,則不可能加壓使水蒸氣液化。當溫度和壓力超過臨界點時,則稱為超臨界水(Super Critical Water Oxidation, SCWO, 或簡稱SCW)。

反之,若液面上氣壓變小,則液面的沸點將會下降,在世界最高峰聖母峰上,大氣壓力為260mb,水的沸點是69℃,因此會出現水滾了卻未能把食物煮熟的情況。但可應用低溫時沸騰的特性用來脫水。沸點下降直至三相點為液體可沸騰的最低溫度與壓力,物體的沸點不能降低到三相點以下。若溫度降至三相點以下則物相僅在固體與氣體間作昇華。

註:1atm=1.013×105Pa

參考資料:http://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_point

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