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燒開的開水有100度嗎

生活 更新时间:2024-08-11 05:23:46

一、燒水沸騰時的溫度是100°是怎麼回事?

我們來看看攝氏度的含義,攝氏度的定義是指在1個标準大氣壓下,純淨的冰水混合物溫度為0度,水沸騰的溫度為100度,将其中間平分為100份,每一份為1度。

所以說,這個100°是規定出來的,不是開水燒到100°上不去,而是水燒開的溫度定為100°,它就算是101°、110°,也将它定為了100°(前提是1個标準大氣壓下)。

攝氏溫标是18世紀瑞典天文學家安德斯·攝爾修斯創立的,于1954年第十屆國際度量衡大會正式命名,并用他的姓氏第一個字母C表示。國際上常用的溫标還有華氏溫标、熱力學溫标、蘭金溫标等。

燒開的開水有100度嗎(為什麼水燒開是100度)1

二、沸騰的水溫度能達到110℃嗎?

答案是肯定的。沸騰是一定溫度下液體内部和表面同事發生劇烈的汽化現象。沸點是液體沸騰時的溫度,沸點與環境壓力有關,壓力約高沸點約高。

在國際攝氏溫标定義水的沸騰溫度是在1個标準大氣壓下進行的,如果水受到的壓力增大,其沸騰是的溫度也就相應提高。這個也就是高壓鍋的原理。高壓鍋利用密閉的空間保留水蒸氣,使鍋内壓力升高,水沸騰時的溫度可超過100℃,飯更容易熟。相反,在海拔較高的地區,大氣壓較低,如我國的西藏地區,燒水煮飯沸騰時的溫度往往達不到100℃。

燒開的開水有100度嗎(為什麼水燒開是100度)2

其實還有兩部分:一,為什麼存在一個現象叫做“氣液相變”;二,為什麼水在一個大氣壓下的氣液相變溫度被設置為了100攝氏度。

一,為什麼會有氣液相變?

氣液相變是一個非常普遍的現象,遠遠不限于水,幾乎任何物質都可以發生(除了那些在變成氣體之前就分解了的物質之外,例如硝酸铵)。

這個現象的基本原因,是能量與熵之間的競争。熵是什麼?大緻而言,熵是對體系無序程度的量度。在給定的溫度、壓強條件下,體系總是傾向于有更低的能量、更高的熵,但這兩個因素常常是矛盾的,所以就出現了取舍。

液體跟氣體相比,分子之間的距離近,相互作用強(在這裡相互作用是吸引的),所以液體的能量低于氣體。但是液體中分子的運動受到其他分子的限制,好比你站在一輛擁擠的公共汽車上,你的運動範圍和姿勢取向都需要考慮到于周圍的人,你肯定很不自在。這就意味着,液體的熵低于氣體。

因此,能量的因素有利于液體,而熵的因素有利于氣體。能量和熵的量綱并不相同,熵乘以溫度是能量的量綱。因此,你真正比較的,一邊是能量,另一邊是熵乘以溫度。

在溫度較低時,能量的因素勝出,所以體系處于液态。在溫度較高時,熵的因素勝出,所以體系處于氣體。兩者剛好相等的時候,就是相變。

在氣液相變的過程中,液體和氣體處于同樣的溫度,即沸點。如果提供更多的熱量,隻是使更多的液體變成氣體,不會使液體或氣體的溫度升高。隻有當液體完全氣化了,外加的熱量才會使氣體的溫度進一步升高。

燒開的開水有100度嗎(為什麼水燒開是100度)3

二,為什麼水在一個大氣壓下的沸點被設置在了100攝氏度?

因為攝氏溫标就是這麼規定的。水是相當常見的物質,人們把水的凝固點規定為0攝氏度,沸點規定為100攝氏度,然後把溫度計在這個區間内等分為100份,規定水銀每上升一格就是一度。

這其實隻是人為的規定而已,并不是大自然的基本常數,因為它取決于壓強。如果外部壓強不是一個大氣壓,好比你在高原上,水的沸點就不是100攝氏度了。

那麼,有沒有可能設計一種更好的溫标呢?可以。水的三相點,即氣态液态固态共存的那個溫度和壓強,就是确定不變的。

燒開的開水有100度嗎(為什麼水燒開是100度)4

水的三相點

在攝氏溫标中,水的三相點溫度是0.01攝氏度。在國際溫标中,規定水的三相點溫度為273.16開爾文,它跟絕對零度之間分成273.16份,每一份就是1開爾文。這個溫标就比攝氏溫标科學得多

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網絡)

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