探究液體沸騰的條件

沸騰是汽化的一種方式，近年來，各地考試對沸騰的特征和條件的考查屢見不鮮，其中對沸騰條件的考查又是重點。

一、液體沸騰的定義

沸騰是在液體內(nèi)部和表面同時發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象，沸騰與蒸發(fā)同屬于汽化現(xiàn)象，但是，沸騰和蒸發(fā)是有區(qū)別的，蒸發(fā)發(fā)生在液體的表面而沸騰是在內(nèi)部和表面同時發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象。

除了以上的區(qū)別之外，那就是在條件上的不同，前面我們已經(jīng)知道蒸發(fā)是在任何溫度下都可以進行的，只是溫度越高蒸發(fā)越快。

那么沸騰是在什么條件下進行的呢?教材上對于沸騰條件的獲得主要是通過觀察水的沸騰實驗歸納總結而得出的。

二、觀察水的沸騰的實驗

1，實驗裝置：酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯、溫度計、紙蓋、鐵架臺。

2，裝置和操作的說明如圖1，

A，紙蓋的作用：(1)減少熱量的散失，減少加熱的時間；(2)固定溫度計，

B，先在燒杯內(nèi)裝入適量的溫水，然后開始加熱，這樣做的目的是為了減少加熱時間，

C，兩個高度的調(diào)節(jié)：

(1)加熱時，需要用到酒精燈的外焰，所以要調(diào)節(jié)石棉網(wǎng)的高度：

(2)溫度計使用時，要與熱水充分接觸，不能碰到燒杯底部以及杯壁，所以要調(diào)節(jié)溫度計的高度，那么這兩個高度，哪個先調(diào)節(jié)呢?當然是先調(diào)節(jié)石棉網(wǎng)。

3，實驗過程：主要是觀察水溫、氣泡、聲音的變化。

水溫(如圖2)：沸騰之前，隨著加熱的持續(xù)，溫度不斷上升，沸騰時，無論怎樣加熱，溫度保持不變(此時的溫度為沸點)。

氣泡(如圖3)：沸騰，之前，氣泡相對少且在上升的過程中由大變小，沸騰時，氣泡相對多且在上升的過程中由小變大。

聲音：沸騰前聲音較大，沸騰時聲音較小(俗話說“開水不響，響水不開”)。

三、沸騰條件的獲得

與蒸發(fā)相比，那么沸騰的條件是什么呢?

在上述實驗中，我們發(fā)現(xiàn)水達到某一個溫度時才開始沸騰，所以沸騰的第一個條件是達到某一溫度——沸點(不同液體，沸點不同)，那么達到沸點的液體一定就能沸騰嗎?如果對正在沸騰的水停止加熱，我們會發(fā)現(xiàn)，水會立即停止沸騰，這說明了，即使液體達到沸點時，如果不加熱，液體不吸熱，液體也不會沸騰，所以沸騰的第二個條件就是液體要繼續(xù)吸熱。

要想使液體沸騰，上述兩個條件缺一不可。

四、沸騰條件的運用

例1 小紅和小芳兩位同學分別在家里煮雞蛋，小紅在水沸騰后繼續(xù)用大火煮，小芳在水沸騰后，將火焰調(diào)小用微火煮，都把雞蛋煮熟了，比較兩位同學的做法( )。

A，小紅用時短些

B，兩人一樣節(jié)省燃料

C，小紅的做法節(jié)省燃料

D，小芳的做法節(jié)省燃料

解析沸騰的特征就是吸熱，溫度不變，大火只能加劇水的蒸發(fā)，不能改變水溫，故小芳節(jié)省燃料，選D。

例2標準大氣壓下，在盛水的大燒杯A內(nèi)放著盛有80℃熱水的大試管，如圖4所示，當對大燒杯內(nèi)的水加熱時，燒杯內(nèi)的水很快就燒開，若繼續(xù)加熱，試管B內(nèi)的水將( )。

A，達到100℃，并且沸騰

B，達到100℃。不能沸騰；

C，管內(nèi)水溫保持80℃不變

D，無法確定

解析 在標準大氣壓下，水的沸點是100℃，當燒杯內(nèi)的水沸騰時，水的溫度是100℃，由于熱傳遞，試管中的水也能達到100℃，滿足了沸騰條件之一，但是，我們知道熱傳遞的條件是存在溫差。而試管的水和燒杯里的水的溫度都是100℃，沒有熱傳遞，所以試管中的水不能吸熱，不能沸騰，在本題中，只滿足達到沸點的條件，沒有滿足繼續(xù)吸熱，選B。

接上題變形如圖4，對燒杯加熱一段時間至水沸騰。然后再將盛有某種液體的試管插入沸水中，結果。一會兒試管中的液體也沸騰了，由此可以判斷( )。

A，試管中的液體也是水

B，試管中液體的沸點低于水的沸點

C，試管中的液體可能是水

D，試管中液體的沸點高于水的沸點

解析在上一題中，我們知道如果試管中放水的話，水溫最高只能達到100℃，但不能沸騰，所以試管中的液體不可能是水，只能是沸點比水低的液體，例如酒精(沸點78.5℃)，這樣酒精和燒杯中沸騰的水有著穩(wěn)定的熱傳遞，能夠沸騰，選B。

例3 在標準大氣壓下，酒精的沸點是78.5℃，那么，溫度是78.5℃的酒精( )。

A，一定正在沸騰 B，一定是液態(tài)的

C，一定是氣態(tài)的 D，可能是氣、液共存狀態(tài)

解析很明顯B不對，酒精有可能沸騰，為氣態(tài)；酒精的沸點是78.5℃，而78.5℃的酒精不一定沸騰，是因為達到沸點，可能沒有繼續(xù)吸熱，故不一定沸騰，所以A、C不對，78.5℃的酒精有可能沸騰，也有可能沒有沸騰，選D。

五、液體上方的氣壓與沸點的關系

用酒精燈給燒瓶里的水加熱，水沸騰后移去酒精燈，水立即停止沸騰，如果馬上向外拉注射器活塞，會觀察到瓶內(nèi)的水會產(chǎn)生大量氣泡，水又重新沸騰。

我們知道，當移去酒精燈之后，不能達到沸騰的第二個條件，不能繼續(xù)吸熱，故不會沸騰，但是當向外拉活塞，水又重新沸騰，這是因為水上方的氣壓減小，水的沸點降低。

實驗結論：液體上方氣壓越低，沸點越低，

例4將一裝有水的燒瓶加熱至水沸騰后，把燒瓶移離火焰，水停止沸騰，迅速塞上瓶塞后倒置，再向瓶底澆冷水，如圖6所示，燒瓶中會立刻產(chǎn)生大量氣泡，原因是( )。

A，瓶中的水發(fā)生了分解反應，產(chǎn)生了氣體

B，瓶中氣壓不變，水的沸點降低，水沸騰了

C，瓶中氣壓增大，水的沸點降低，水沸騰了

D，瓶中氣壓減小，水的沸點降低，水沸騰了

解析 澆冷水使得水上方的氣壓變小，水的沸點降低。故能沸騰，選D。

由實驗可知，氣壓也會影響液體的沸點，在現(xiàn)實生活中，水的沸點一般不等于100℃，主要是因為水上方的氣壓不是標準大氣壓。